LENGUAJE DE LA QUÍMICA

              

SÍMBOLOS Y FORMULAS A TRAVÉS DE LA HISTORIA

El desarrollo de la química como ciencia hizo necesario dar a cada sustancia conocida un nombre que pudiera representarse de forma abreviada, pero que al mismo tiempo incluyera información  acerca de la composición molecular de las sustancias y de su naturaleza elemental.

Los alquimistas habían empleado ya símbolos para representar los elementos y compuestos hasta entonces conocidos. Muchos de estos símbolos y formulas representaban cuerpos celestes, pues, los primeros químicos pensaban que las sustancias materiales estaban íntimamente relacionadas con el cosmos. Dalton fue el primero en utilizar un sistema de signos, desprovisto de misticismo, para los diferentes elementos y con base en estos, para algunos compuestos.

Los símbolos modernos para representar los elementos químicos se deben a Berzelius, quien propuso utilizar, en vez de signos arbitrarios, la primera nombre latino del elemento. Cuando varios elementos tuvieran la misma inicial, se representaban añadiendo la segunda letra del nombre. Así, por ejemplo, el carbono, el cobre y el calcio se representan: C, Cu y Ca, respectivamente. Observa que la primera letra se escribe en mayúscula, mientras que la segunda, cuando esta presente, se escribe en minúscula.

De la misma manera como estos símbolos representan elementos, las formulas indican la composición molecular de las sustancias, mediante la yuxtaposición de los símbolos de los elementos constituyentes. Para indicar el numero de átomos presentes de cada elemento integrante de la molécula, se escribe tal cantidad como un subíndice al lado del correspondiente elemento. Por ejemplo, la formula del agua H2O, indica que esta constituida por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

NOMENCLATURA QUÍMICA

La nomenclatura es un conjunto de normas que indican el nombre que deben llevar las formulas de las moléculas y permiten su identificación. Los compuestos tienen un nombre y una estructura especifica. 

La IUPAC recomienda prescindir del sistema tradicional e ir adoptando en forma progresiva la nomenclatura sistemática moderna. Este cambio tiene que ser gradual porque de lo contrario ocasionaría un caos en las grandes recopilaciones existentes, especialmente en la industria farmacéutica y en los textos científicos y pedagógicos.

La nomenclatura sistemática moderna se basa en el modelo de Alfred Stock en el cual, si un elemento presenta dos o mas números de oxidación, los nombres de los compuestos formados por el se asignaran mediante el sistema de números romanos.

                                             

VALENCIA Y NÚMERO DE OXIDACIÓN

VALENCIA

La valencia, también conocida como número de valencia, es una medida de la cantidad de enlaces químicos formados por los átomos de un elemento químico. A través del siglo XX, el concepto de valencia ha evolucionado en un amplio rango de aproximaciones para describir el enlace químico, incluyendo la estructura de Lewis (1916), la teoría del enlace de valencia (1927), la teoría de los orbitales moleculares (1928), la teoría de repulsión de pares electrónicos de la capa de valencia (1958) y todos los métodos avanzados de química cuántica.

NÚMERO DE OXIDACIÓN 

El número de oxidación es un número entero que representa el numero de electrones que un átomo pone en juego cuando forma un compuesto determinado.   

El número de oxidación es positivo si el átomo pierde electrones, o los comparte con un átomo que tenga tendencia a captarlos. Y sera negativo cuando el átomo gane electrones, o los comparta con un átomo que tenga tendencia a cederlos.

FUNCIÓN QUÍMICA Y GRUPO FUNCIONAL

FUNCIÓN QUÍMICA

Se llama función química al conjunto de propiedades comunes a una serie de compuestos análogos. Se conocen funciones en las dos químicas, mineral y orgánica; así son funciones de la química mineral la función anhídrido, función oxido, función ácido, función base y función sal.

Las funciones de la química orgánica son muchas más, destacándose entre todas la función hidrocarburo, porque de ella se desprenden todas las demás. Para mayor claridad dividimos las funciones orgánicas en dos grupos, que designamos con los nombres de fundamentales y especiales. Las funciones fundamentales son: la función alcohol, función aldehído, función cetona, y función ácido. Las funciones especiales son: la función éter, la función éster, función sal orgánica, función amina y amida y funciones nitrilo y cianuro.

GRUPO FUNCIONAL 

Son ciertos grupos de átomos comunes a todos los cuerpos de una misma función y cuya presencia nos revela determinadas y parecidas propiedades en los cuerpos que los poseen.

En química orgánica, átomo o grupo de átomos unidos de manera característica y que determinan, preferentemente, las propiedades del compuesto en el que están presentes.

Los grupos funcionales reciben nombres especiales, por ejemplo, -NH2 es el grupo amino y -CONH2 es el grupo amido. Es posible estudiar a grandes rasgos las propiedades de los compuestos orgánicos refiriéndose a las características de cada grupo funcional.  

Los compuestos orgánicos que poseen un mismo grupo funcional y que difieren solo en un número entero de grupos metileno, -CH2-, se clasifican como miembros de una misma serie homóloga y se pueden representar por una forma molecular general. La progresiva introducción de grupos metileno en los miembros de una serie homóloga produce una suave variación de las propiedades determinadas por el grupo funcional.

El conjunto del grupo funcional con el carbón que lo contiene recibe el nombre de función
carbonada. Muchos son los grupos funcionales, varios de los cuales pueden coexistir dentro de una misma molécula. Con todo la multiplicidad de grupos funcionales en una misma molécula es mas peculiar de las sustancias organizadas que integran los mismos organismos vivos animales y vegetales, que de las obtenidas en el laboratorio y en la industria.

Los grupos funcionales ayudan a determinar los tipos de reacciones químicas en que participan los compuestos. La mayoría de estos grupos forman asociaciones con facilidad (ej: enlaces iónicos y de hidrógenos ) con otras moléculas. Se usa el símbolo R para determinar el resto de la molécula de que es parte el grupo funcional.           

            

FUNCIÓN OXIDO, HIDRÓXIDO, SAL, HIDRURO, FLUORURO Y RADICALES

FUNCIÓN OXIDO

Se forman cuando reacciona el oxigeno con algún otro elemento. Se dividen en dos según su caso.

• Óxidos básicos u óxidos metálicos: se forman cuando se hace reaccionar al oxigeno con cualquier elemento metálico  se les dice óxidos básicos ya que al reaccionar con agua forman bases, ejemplos famosos esta el oxido de magnesio y el de aluminio ya que el primero al reaccionar con agua forma el hidróxido de magnesio mejor conocido como leche de magnesia, y el segundo hidróxido de aluminio, ambos hidróxidos si te fijas vienen presentes en el MELOX que se usa contra la acidez estomacal.

• Óxidos ácidos  anhídridos u óxidos no metálicos: oxigeno mas un no metal, son el principio activo de los oxiacidos ya que estos al reaccionar con agua forman a estos ácidos  los mejores ejemplos son CO2, SO2 y SO3, ya estos anhídridos al reaccionar con el agua condensada de las nubes forman ácido carbónico, ácido sulfuroso y ácido sulfúrico  responsables del fenómeno de la lluvia ácida.

FUNCIÓN HIDRÓXIDO

Son compuestos ternarios que se caracterizan porque poseen el ion hidróxido o hidroxilo (OH)^-1 unido mediante enlace iónico al catión metálico. El ión (OH)^-1 queda libre cuando el hidróxido se disuelve en agua. En casos en que el hidróxido es insoluble, el ión hidróxido no queda libre.

Los hidróxidos poseen propiedades básicas, por ello se les llaman también bases. Aunque el termino base es mucho mas amplia para referirse a un conjunto de sustancias de propiedades características (opuestos a los ácidos), como por ejemplo:

• Enrojecen la fenolftaleína.
• Azulean el papel de tornasol.
• Neutralizan ácidos.
• Desnaturalizan proteínas.
• Al tacto son resbalosas o jabonosas.
• Poseen sabor caústico o amargo.     

A los hidróxidos de los metales alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs) se les llama álcalis. Son muy solubles en el agua, tóxicos y venenosos. 

  

FUNCIÓN SAL

Estos compuestos se obtienen de la combinación de un metal con un no-metal, y para nombrarlos se da el nombre del no-metal con la terminación URO, a continuación la preposición seguido del nombre del metal, el cuál si presenta dos valencias se pondrá un número romano indicando la valencia de este elemento. La otra nomenclatura consiste en poner el nombre del no-metal con la terminación uro, seguido del nombre del metal, el cuál si presenta dos valencias se usará la terminación ico para la de mayor valencia y oso para la de menor valencia. 

FUNCIÓN HIDRURO

Los hidruros son compuestos binarios que se originan de la combinación del hidrógeno con otro elemento. De acuerdo con el tipo de elemento con que se combine. Los hidruros se clasifican en:

• Hidruros metálicos.
• Hidruros no metálicos. 

Los hidruros mas importantes son de los elementos representativos que actúan con una sola valencia o valencia fija.

FUNCIÓN FLUORURO

Es un gas a temperatura ambiente, de color amarillo pálido, formado por moléculas diatómicas F₂. Es el más electronegativo y reactivo de todos los elementos. En forma pura es altamente peligroso, causando graves quemaduras químicas al contacto con la piel.

El oxígeno combustiona mejor con los HC porque siempre se forma CO₂), en cambio con flúor pueden formarse perfluorcadenas que son bastante inertes. El compuesto más oxidante puede ser el O₂)F₂) o bien el ion XeF+. El flúor se puede obtener químicamente en reacciones de ácidos de Lewis.

FUNCIÓN RADICALES

Es una especie química (orgánica o inorgánica), en general es extremadamente inestable y, por tanto, con gran poder reactivo por poseer un electrón desapareado.

En la Nomenclatura de los compuestos orgánicos, un radical orgánico es un sustituyente, como un grupo alquilo, que son partes de una molécula, sin existencia aislada, representada por R- en la fórmula de los compuestos orgánicos.

Poseen existencia independiente aunque tengan vidas medias muy breves, por lo que se pueden sintetizar en el laboratorio, se pueden formar en la atmósfera por radiación, y también se forman en los organismos vivos (incluido el cuerpo humano) por el contacto con el oxígeno y actúan alterando las membranas celulares y atacando el material genético de las células, como el ADN.

Los radicales tienen una configuración electrónica de capas abiertas por lo que llevan al menos un electrón desapareado que es muy susceptible de crear un enlace con otro átomo o átomos de una molécula. Desempeñan una función importante en la combustión, en la polimerización, en la química atmosférica, dentro de las células y en otros procesos químicos.

Para escribir las ecuaciones químicas, los radicales frecuentemente se escriben poniendo un punto (que indica el electrón impar) situado inmediatamente a la derecha del símbolo atómico o de la fórmula molecular como:

H₂ + hν → 2 H· (reacción 1)

Esto se deriva de la notación de Lewis.