Uso de átomos e iones para determinar fórmulas moleculares

Los átomos determinan las fórmulas moleculares

Te gusta cocinar? Si es así, sabe que es muy importante agregar el tipo y la cantidad correctos de ingredientes para obtener el alimento que desea. Si olvida agregar un ingrediente clave, podría estropear toda la receta. Por ejemplo, una vez que estaba haciendo galletas, me olvidé por completo de agregar huevos y las galletas tenían un sabor horrible.

Los elementos son como los ingredientes utilizados en la cocina, y el tipo y la cantidad son cruciales para obtener el resultado deseado. Las fórmulas moleculares son como una receta paso a paso que brinda información sobre lo que implica la fabricación de una determinada molécula. Las fórmulas moleculares expresan de qué se compone una molécula identificando el tipo de elementos involucrados y la cantidad de átomos presentes. Recuerde, una molécula se compone de al menos dos átomos unidos.

Una fórmula molecular incluye los símbolos químicos de los elementos involucrados en una molécula y un subíndice para indicar la cantidad de átomos de cada elemento. Si eres como yo, una de tus cosas favoritas es respirar, ¿verdad? ¿Sabías que el aire que respiras tiene la fórmula molecular O2 ? El subíndice 2 indica que hay dos átomos de oxígeno presentes en esta molécula.

¿Qué crees que pasaría si agregaras un átomo de oxígeno más? ¿Aún obtendríamos una molécula de oxígeno? La adición de un átomo de oxígeno más podría cambiar totalmente el resultado. Al igual que en la cocina, si cambias la cantidad de ingredientes, obtienes algo completamente diferente. Si combinaras tres átomos de oxígeno, no obtendrías una molécula de oxígeno, obtendrías ozono. El ozono es muy diferente a una molécula de oxígeno. Proporciona una capa protectora sobre la Tierra que protege los peligrosos rayos del sol. La fórmula molecular del ozono es O3 . El subíndice de 3 identifica que hay tres átomos de oxígeno involucrados en la formación de esta molécula.

Ejemplos de fórmulas moleculares

¿Todo esto de hablar de fórmulas moleculares le ha dado sed, quizás de una bebida como un refresco? ¿Alguna vez te has preguntado qué ingredientes componen los refrescos? La receta de la soda tiene muchos ingredientes, como azúcar, cafeína y agua.

El azúcar también se conoce como glucosa. La fórmula molecular de la glucosa es C6H12O6 . La fórmula identifica que hay seis átomos de carbono, doce átomos de hidrógeno y seis átomos de oxígeno presentes. Otro ingrediente de los refrescos es la cafeína, que tiene la fórmula molecular C8H10N4O2 . Esta fórmula molecular identifica que hay ocho átomos de carbono, diez átomos de hidrógeno, cuatro átomos de nitrógeno y dos átomos de oxígeno presentes. Por último, la soda también contiene agua, que tiene la fórmula molecular H2O . Esta fórmula identifica que hay dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno presentes. ¿Notaste que no hay subíndice en el átomo de oxígeno? Si un átomo no tiene subíndice, se supone que es 1.

La fórmula molecular de la glucosa

Coeficientes en fórmulas moleculares

A veces, una fórmula molecular tiene un coeficiente numérico delante de la molécula completa. Por ejemplo, si una fórmula molecular se escribe como 2H2O , el coeficiente numérico de 2 significa que hay dos moléculas de agua presentes, y cada molécula de agua tiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.

Para determinar la cantidad de átomos involucrados en esta molécula, simplemente multiplique el coeficiente por el subíndice de cada átomo. Para encontrar la cantidad total de hidrógeno, multiplique el coeficiente numérico 2 por el subíndice de 2. Este cálculo rápido revela que hay cuatro átomos de hidrógeno presentes, porque 2 multiplicado por 2 es igual a 4.

Luego, para encontrar la cantidad total de átomos de oxígeno presentes, multiplique el coeficiente numérico de 2 por el subíndice de oxígeno. Dado que no hay un subíndice de oxígeno, recuerde, se supone que es 1, por lo que el cálculo es 2 multiplicado por 1, lo que equivale a 2. Este cálculo revela que hay dos átomos de oxígeno presentes.

Los iones también determinan fórmulas

A veces, los átomos que componen una fórmula molecular son iones. Recuerde, un ion es un átomo que tiene carga porque perdió o ganó uno o más electrones. Recuerde que hay dos tipos de iones, un catión y un anión. Un anión es un tipo de ion con una carga negativa general porque ganó uno o más electrones, y un catión es un tipo de ion con una carga positiva general porque perdió uno o más electrones. Por último, recuerde que cuando un anión y un catión forman un enlace, se llama compuesto iónico .

Las fórmulas moleculares también se escriben para compuestos iónicos. Por ejemplo, el compuesto iónico cloruro de sodio tiene la fórmula molecular NaCl . Los átomos involucrados en este compuesto son iones: el sodio es un catión y el cloruro es un anión.

Escribir la fórmula de un compuesto iónico

Para escribir la fórmula de un compuesto iónico, recuerde esta regla general: el subíndice del catión es el mismo número que la carga del anión y el subíndice del anión es el mismo que la carga del catión. Sin embargo, tenga en cuenta que los subíndices nunca llevan escrito un signo positivo o negativo. Veamos un ejemplo del uso de esta regla general para escribir la fórmula de un compuesto iónico llamado nitruro de magnesio. La carga del catión magnesio es +2 y la carga del anión nitrógeno es -3.

Para escribir la fórmula de este compuesto iónico, la regla general establece que el subíndice del anión será la carga del catión. La carga del catión magnesio es +2, por lo que el subíndice del anión nitrógeno es 2. Ahora busquemos el subíndice del catión. El subíndice del catión magnesio será la carga del anión. Sé que la carga del anión es -3, por lo que el subíndice del catión magnesio es 3. Poniendo todo esto junto, la fórmula del compuesto iónico nitruro de magnesio se escribirá como Mg3N2 . El catión siempre se escribirá primero en una fórmula molecular.

En compuestos iónicos, el subíndice del anión es igual a la carga del catión y viceversa.

Veamos otro ejemplo de un compuesto iónico llamado cloruro de potasio. Este compuesto iónico se compone de un catión, potasio, con una carga +1 y un anión, cloruro, con una carga -1.

Para escribir la fórmula del cloruro de potasio, el subíndice del catión será el mismo que la carga del anión. Dado que la carga del cloruro de aniones es -1, el subíndice de potasio será 1. Ahora busquemos el subíndice del anión. El subíndice del anión será el mismo que la carga del catión. El catión de potasio tiene una carga +1, por lo que el subíndice de cloruro es 1. Poniendo todo esto junto, la fórmula del compuesto iónico será K1Cl1 . Como puede ver, tanto el K como el Cl tienen un subíndice de 1. Cuando un átomo tiene un subíndice de 1, puede dejarlo. Entonces, la fórmula simplificada para el cloruro de potasio es KCl . Aunque el KCl no tiene subíndices, se implica que hay un átomo de potasio y un átomo de cloruro.

Resumen de la lección

En esta lección, aprendió que las fórmulas moleculares son como recetas que describen el tipo y la cantidad de ingredientes que componen una determinada molécula. Las fórmulas moleculares expresan de qué se compone una molécula identificando el tipo de elementos involucrados y la cantidad de átomos presentes. Por ejemplo, la fórmula molecular del agua es H2O . Esta fórmula identifica que hay dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno presentes.

A veces, los átomos que componen una fórmula molecular son iones. Recuerde, un ion es un átomo que tiene carga porque perdió o ganó uno o más electrones. Al escribir la fórmula de un compuesto iónico, recuerde esta regla general: el subíndice del catión es el mismo que la carga del anión y el subíndice del anión es el mismo que la carga del catión. Por ejemplo, un compuesto iónico llamado nitruro de magnesio tiene un catión magnesio con una carga +2 y un anión nitrógeno con una carga -3. Para escribir esto como una fórmula molecular, el catión magnesio tendrá un subíndice de 3, que es la carga del anión nitrógeno, y el anión nitrógeno tendrá un subíndice de 2, que es la carga del catión magnesio. Juntando esto, la fórmula molecular del nitruro de magnesio esMg3N2 .

Resultado de la lección

Cuando termine esta lección, debería poder:

• Describir fórmulas moleculares que identifican elementos y cantidad de átomos.
• Explicar fórmulas moleculares con compuestos iónicos.