Fórmula química

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Diferentes fórmulas del peróxido de hidrógeno: empírica,molecular y semidesarrollada.

La fórmula química es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula. También puede darnos información adicional como la manera en que se unen dichos átomos mediante enlaces químicos e incluso su distribución en el espacio. Para nombrarlas, se emplean las reglas de la nomenclatura química. Ejemplo: La fórmula general de los silanos[1] es SinHm

A veces, los miembros de una familia química se diferencian entre sí por una unidad constante, generalmente un átomo de carbono adicional en una cadena carbonada.

Existen varios tipos de fórmulas químicas:[2]

Fórmula molecular[editar]

La fórmula molecular indica el tipo de átomos presentes en un compuesto molecular, y el número de átomos de cada clase. Sólo tiene sentido hablar de fórmula molecular en compuestos covalentes. Así la fórmula molecular de la glucosa es C6H12O6, lo cual indica que cada molécula está formada por 6 átomos de C, 12 átomos de H y 6 átomos de O, unidos siempre de una determinada manera

Fórmula semidesarrollada[editar]

La fórmula semidesarrollada es similar a la anterior pero indicando los enlaces entre los distintos grupos de átomos para resaltar, sobre todo, los grupos funcionales que aparecen en la molécula. Es muy usada en química orgánica, donde se puede visualizar fácilmente la estructura de la cadena carbonada y los diferentes sustituyentes. Así, la glucosa tendría la siguiente fórmula semidesarrollada:

 CH_2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO

Fórmulas desarrolladas de la D-glucosa y el D-glucopiranósido.[3]

Fórmula desarrollada[editar]

La fórmula desarrollada es más compleja que la fórmula semidesarrollada. Indica todos los enlaces representados sobre un plano cartesiano, que permite observar ciertos detalles de la estructura que resultan de gran interés.

Fórmula estructural[editar]

La fórmula estructural es similar a las anteriores pero señalando la geometría espacial de la molécula mediante la indicación de distancias, ángulos o el empleo de perspectivas en diagramas bi- o tridimensionales.[4]

Fórmulas de Lewis de algunas especies químicas.

Fórmula de Lewis[editar]

La fórmula de Lewis, diagramas de Lewis o estructura de Lewis de una molécula indica el número total de átomos de esa molécula con sus respectivos electrones de valencia (representados por puntos entre los átomos enlazados o por una rayita por cada par de electrones).[5] No es recomendable para estructuras muy complejas.

Diagramas[editar]

En un diagrama 2D, se aprecia la orientación de los enlaces usando símbolos especiales. Una línea continua representa un enlace en el plano; si el enlace está por detrás, se representa mediante una línea de puntos; si el enlace está por delante, se indica con un símbolo en forma de cuña triangular. A veces se emplean otro tipo de convenios o proyecciones para grupos de compuestos específicos (proyección de Newman, diagramas de Tollens, etc).

Fórmula general[editar]

La fórmula general de un grupo de compuestos puede representarse de diferentes maneras:

Expresando el número de átomos de cada clase[editar]

En química inorgánica, una familia de compuestos se puede representar por una fórmula general cuyos subíndices (número de átomos de cada clase) son variables (x, y, z...).

Incluyendo expresiones matemáticas en los subíndices[editar]

En química orgánica, es frecuente que los subíndices sean expresiones matemáticas que incluyen la variable n (número de átomos de carbono). Se llama serie homóloga al conjunto de compuestos que comparten la misma fórmula general. Por ejemplo, la fórmula general de los alcoholes es: CnH(2n + 1)OH (donde n ≥ 1)

Serie homóloga Fórmula general Ejemplos
Alcanos CnH2n+2 CH4, C2H6, C3H8, C4H10
Alquenos monoinsaturados CnH2n C2H4, C3H6, C4H8
Alquinos monoinsaturados CnH2n-2 C2H2, C3H4, C4H6
Cicloalcanos CnH2n C4H8, C6H12
Alcoholes CnH(2n + 1)OH CH3OH, C2H5OH

Incluyendo radicales y grupo funcional[editar]

En la expresión de la fórmula general, en química orgánica, suele aparecer la estructura de los compuestos de una serie homóloga, incluyendo la parte radical (se representa por R, R', etc) y el grupo funcional. Ejemplo: La fórmula general de los alcoholes primarios es R-OH.

Serie homóloga Fórmula general Ejemplos
Alcoholes R-OH CH3OH, C2H5OH
Éteres R-O-R' CH3-O-CH3
Aldehídos R-CHO CH3-CHO, CH3-CH2-CHO
Cetonas R-CO-R' CH3-CO-CH3
Ácidos carboxílicos R-COO-H CH3-COOH
Ésteres R-COO-R' CH3-CH2-COO-CH3
Aminas R-NH2 CH3-CH2-NH2
Amidas R-CONH2 CH3-CH2-CONH2
Nitrilos R-CN CH3-CH2-CN

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Familias de compuestos. Química 1. Fundamentos. Lacreu, Aramendía, Aldabe. Ediciones Colihue SRL. ISBN: 9505813430. Pág. 62
  2. Ralph S. Petrucci, William S. Harwood y F. Geoffrey Herring, General Chemistry, 8th Edition (Prentice-Hall 2002), cap 3.
  3. Química orgánica. Stephen J Weininger, Frank R. Stermitz. Editorial Reverté, 1988. ISBN: 842917527X Pág. 1289
  4. [http://books.google.es/books?id=LZ4xXyz8Qy4C&pg=RA1-PA57&dq=modelos+moleculares&client=firefox-a&cd=1#v=onepage&q=modelos%20moleculares&f=false Química otores, 2005. ISBN: 9706863540 Pág.56 y ss.
  5. Fórmula de Lewis. En: Diccionario de química física. J. M. Costa. Ediciones Díaz de Santos, 2005. ISBN: 8479786914

Enlaces externos[editar]