COMPUESTOS Y FÓRMULASCOMPUESTOS Y FÓRMULASCOMPUESTOS Y FÓRMULASCOMPUESTOS Y FÓRMULAS

Basado en el trabajo del Prof. Víctor BatistaBasado en el trabajo del Prof. Víctor Batista

Universidad de YaleUniversidad de Yale

Basado en el trabajo del Prof. Víctor BatistaBasado en el trabajo del Prof. Víctor Batista

Universidad de YaleUniversidad de Yale

Compuestos iónicos y Compuestos iónicos y molecularesmolecularesCompuestos iónicos y Compuestos iónicos y molecularesmoleculares

NaCl, NaCl, Sal comúnSal común

Buckybola, CBuckybola, C6060

Etanol, CEtanol, C22HH66OO

Molécula: Es la más pequeña unidad identificable que conserva las propiedades químicas de una sustancia pura.

Molécula: Es la más pequeña unidad identificable que conserva las propiedades químicas de una sustancia pura.

Compuestos Compuestos molecularesmolecularesCompuestos Compuestos molecularesmoleculares

• COMPUESTO: COMPUESTO: combinación de dos o más elementos en combinación de dos o más elementos en

una relación másica definida. una relación másica definida.

(Las características de cada elemento se pierden cuando se forma el compuesto)(Las características de cada elemento se pierden cuando se forma el compuesto)

• MOLÉCULA (de un compuesto)*:MOLÉCULA (de un compuesto)*: es la menor es la menor

porción de un compuesto que conserva sus propiedades porción de un compuesto que conserva sus propiedades

químicas.químicas.

* ¿Por qué es necesaria la aclaración?* ¿Por qué es necesaria la aclaración?

FÓRMULA GLOBAL FÓRMULA GLOBAL FÓRMULA GLOBAL FÓRMULA GLOBAL

• La fórmula de la glicina es: La fórmula de la glicina es: CC22HH55NONO22• En una molécula de glicina encontramos:En una molécula de glicina encontramos:

–2 átomos de C2 átomos de C

–5 átomos de H5 átomos de H

–1 átomo de N1 átomo de N

–2 átomos de O2 átomos de O

FÓRMULA CONDENSADAFÓRMULA CONDENSADAFÓRMULA CONDENSADAFÓRMULA CONDENSADA

• La fórmula de la glicina es: La fórmula de la glicina es: NHNH22CHCH22COCO22HH (en este caso se especifican la composición y los grupos (en este caso se especifican la composición y los grupos

funcionales presentes en la molécula)funcionales presentes en la molécula)

• En una molécula de glicina encontramos:En una molécula de glicina encontramos:

–1 grupo amino: 1 grupo amino: -NH-NH22

–1 grupo metileno: 1 grupo metileno: -CH-CH22--

–1 grupo carboxilo: 1 grupo carboxilo: -CO-CO22HH

FÓRMULAS FÓRMULAS ESTRUCTURALESESTRUCTURALES

FÓRMULAS FÓRMULAS ESTRUCTURALESESTRUCTURALES

• Muestran como se relacionan los átomos que Muestran como se relacionan los átomos que integran la molécula.integran la molécula.

Observe el modelo; las lineas o tabiques entre Observe el modelo; las lineas o tabiques entre átomos representan los enlaces químicos.átomos representan los enlaces químicos.

FORMULANDO …FORMULANDO …FORMULANDO …FORMULANDO …• Podemos representar a la glicina mediante su fórmula condensada fórmula condensada

H2NCH2COOH

• … o mediante su fórmula estructuralfórmula estructural

C

H

H C

H

H

O

O HN

MODELOS MODELOS MOLECULARESMOLECULARES

MODELOS MODELOS MOLECULARESMOLECULARES

C

H

H C

H

H

O

O HN

Ball & stickBall & stick Space-fillingSpace-filling

Permiten un nivel superior de detalle estructural

MASA MOLECULAR MASA MOLECULAR Y Y

MASA MOLARMASA MOLAR

Masa molecularMasa molecular = suma de las = suma de las

masas atómicas de todos los átomos masas atómicas de todos los átomos

presentes en la molécula.presentes en la molécula.

Masa molar molecular Masa molar molecular = masa (en = masa (en

g) de un mol de moléculas.g) de un mol de moléculas.

¿Cuál es la masa ¿Cuál es la masa molar del etanol molar del etanol (C(C22HH66O)?O)?

1 mol de etanol contiene:1 mol de etanol contiene:

2 mol de C (12.01 g de C/1 mol) = 24.02 g de C2 mol de C (12.01 g de C/1 mol) = 24.02 g de C

6 mol de H (1.01 g de H/1 mol) = 6.06 g de H6 mol de H (1.01 g de H/1 mol) = 6.06 g de H

1 mol de O (16.00 g de O/1 mol) = 16.00 g de O1 mol de O (16.00 g de O/1 mol) = 16.00 g de O

TOTAL =TOTAL = masa molar = 46.08 g/molmasa molar = 46.08 g/mol

• Fórmula =

• Masa molar =

TilenolTilenolTilenolTilenol

CC88HH99NONO22

151.2 g/mol151.2 g/mol

Masa molar de algunas Masa molar de algunas sustancias:sustancias:

¿Qué cantidad ¿Qué cantidad (mol)(mol) de alcohol de alcohol (C(C22HH66O) hay en una lata de O) hay en una lata de

cerveza si ésta contiene 21.3 g cerveza si ésta contiene 21.3 g de Cde C22HH66O?O?

¿Qué cantidad ¿Qué cantidad (mol)(mol) de alcohol de alcohol (C(C22HH66O) hay en una lata de O) hay en una lata de

cerveza si ésta contiene 21.3 g cerveza si ésta contiene 21.3 g de Cde C22HH66O?O?

(a) Masa molar del C2H6O = 46.08 g/mol

(b) Calculamos n de C2H6O:

21.3 g • 1 mol

46.08 g = 0.462 mol21.3 g •

1 mol46.08 g

= 0.462 mol

¿Cuántas ¿Cuántas moléculasmoléculas de alcohol de alcohol contiene nuestra lata de cerveza?contiene nuestra lata de cerveza?

¿Cuántas ¿Cuántas moléculasmoléculas de alcohol de alcohol contiene nuestra lata de cerveza?contiene nuestra lata de cerveza?

= 2.78 x 1023 moléculas= 2.78 x 1023 moléculas

Tenemos 0.462 mol de C2H6O.

mol

moléculas x . mol • .

1100226

462023

mol

moléculas x . mol • .

1100226

462023

¿Cuántos ¿Cuántos átomos de Cátomos de C contiene contiene nuestra lata de cerveza? nuestra lata de cerveza?

¿Cuántos ¿Cuántos átomos de Cátomos de C contiene contiene nuestra lata de cerveza? nuestra lata de cerveza?

= 5.57 x 1023 átomos de C= 5.57 x 1023 átomos de C

- Tenemos 2.78 x 1023 moléculas.

- Cada molécula contiene 2 átomos de C.

- Por lo tanto, el número de átomos de C es:

molécula C átomos

• moléculas x .12

10782 23

molécula C átomos

• moléculas x .12

10782 23

Compuestos iónicos y Compuestos iónicos y molecularesmoleculares

HemoHemo NaClNaCl

Los compuestos moleculares poseen Los compuestos moleculares poseen moléculas moléculas discretasdiscretas

En los compuestos iónicos las partículas discretas son En los compuestos iónicos las partículas discretas son iones individualesiones individuales

IONES Y COMPUESTOS IONES Y COMPUESTOS IÓNICOSIÓNICOS

• IONES:IONES: son átomos o grupos de átomos que son átomos o grupos de átomos que

adquirieron carga eléctrica por pérdida o ganancia de adquirieron carga eléctrica por pérdida o ganancia de

electrones. electrones.

• Si se produce una pérdida de electrones tenemos un Si se produce una pérdida de electrones tenemos un

CATIÓNCATIÓN concon carga positivacarga positiva

• Si se produce una ganancia de electrones tenemos un Si se produce una ganancia de electrones tenemos un

ANIÓNANIÓN concon carga negativacarga negativa..

FORMACIÓN DE CATIONES Y ANIONESFORMACIÓN DE CATIONES Y ANIONESFORMACIÓN DE CATIONES Y ANIONESFORMACIÓN DE CATIONES Y ANIONES

Un Un CATIÓNCATIÓN se forma se forma cuando cuando un átomo un átomo pierde pierde uno o más uno o más electroneselectrones

Un Un ANIÓNANIÓN se forma se forma cuando cuando un átomo un átomo gana gana uno o más uno o más electroneselectrones

Mg --> Mg2+ + 2 e- F + e- --> F-

oxidación reducción

oxidation

reduction

PREDICCIÓN DE LA CARGA PREDICCIÓN DE LA CARGA IÓNICAIÓNICA

PREDICCIÓN DE LA CARGA PREDICCIÓN DE LA CARGA IÓNICAIÓNICA

En general:En general:

• MetalesMetales (ej. Mg) (ej. Mg) pierden e- :pierden e- : cationescationes

• No metalesNo metales (ej. F) (ej. F) ganan e-:ganan e-: anionesaniones

Cargas de iones Cargas de iones comunescomunes

Cargas de iones Cargas de iones comunescomunes

+3

-1-2-3+1

+2

Perdiendo o ganando e-, los iones adquieren tantos e- como Perdiendo o ganando e-, los iones adquieren tantos e- como los átomos del elemento del Grupo 8A más proximolos átomos del elemento del Grupo 8A más proximo

Carga del catión=grupo #Carga del catión=grupo #Carga del anión=grupo #-8Carga del anión=grupo #-8

Predicción de la carga de iones Predicción de la carga de iones monoatómicosmonoatómicos

METALESMETALESM M ------>> n e- + M n e- + Mn+n+

donde n = N° del grupodonde n = N° del grupoNaNa++ catión sodiocatión sodioMgMg2+2+ catión magnesiocatión magnesioAlAl3+3+ catión aluminiocatión aluminio

Metales de transición Metales de transición ------>> M M2+2+ o M o M3+3+ (cargas comunes)(cargas comunes)

FeFe2+2+ catión hierro (II)catión hierro (II)FeFe3+3+ catión hierro (III) catión hierro (III)

NO METALESNO METALESNO METALESNO METALES

NO METAL + n° e-NO METAL + n° e- ------>> XXn-n-

donde n = 8 – N° de grupodonde n = 8 – N° de grupo

CC4-4-,carburo,carburo NN3-3-, nitruro, nitruro OO2-2-, óxido, óxido

SS2-2-, sulfuro, sulfuro

FF--, fluoruro, fluoruro

ClCl--, cloruro, cloruro

Group 7AGroup 6AGroup 4A Group 5A

BrBr--, bromuro, bromuro

II--, yoduro, yoduro

Formación de Formación de ionesiones

Reacción entre bromo y aluminio

Reacción entre bromo y aluminio

IONES IONES POLIATÓMICOSPOLIATÓMICOS

IONES IONES POLIATÓMICOSPOLIATÓMICOS

Si bien es posible determinar su fórmula y carga Si bien es posible determinar su fórmula y carga

es aconsejablees aconsejable MEMORIZARLOS MEMORIZARLOS ( (junto junto

a sus nombres) en el caso de los más comunes.a sus nombres) en el caso de los más comunes.

Iones poliatómicosIones poliatómicosIones poliatómicosIones poliatómicos

NHNH44++

AMONIOAMONIO

Uno de los pocos cationes Uno de los pocos cationes poliatómicos frecuentespoliatómicos frecuentes

Iones poliatómicos Iones poliatómicos (oxoaniones)(oxoaniones)

Iones poliatómicos Iones poliatómicos (oxoaniones)(oxoaniones)

HNOHNO33

Ácido nítricoÁcido nítrico

NONO33--

Anión nitratoAnión nitrato

Prefijo per- y sufijo –ato: “máximo”Prefijo per- y sufijo –ato: “máximo” Sufijo -ato : “mayor”Sufijo -ato : “mayor”Sufijo -ito : “menor”Sufijo -ito : “menor”Prefijo hipo- and sufijo –ito: “mínimo”Prefijo hipo- and sufijo –ito: “mínimo”

SOSO442-2-

SulfatoSulfato

SOSO332-2-

SulfitoSulfito

Iones Iones poliatómicospoliatómicos

Iones Iones poliatómicospoliatómicos

NONO33--

NitratoNitrato

NONO22--

NitritoNitrito

Iones poliatómicosIones poliatómicosIones poliatómicosIones poliatómicos

Iones Iones poliatómicospoliatómicos

Iones Iones poliatómicospoliatómicos

COCO332-2-

CarbonatoCarbonato

HCOHCO33--

BicarbonatoBicarbonato

Hidrógeno carbonatoHidrógeno carbonato

POPO443-3-

FosfatoFosfato

CHCH33COCO22--

AcetatoAcetato

EtanoatoEtanoato

Iones Iones poliatómicospoliatómicos

Iones Iones poliatómicospoliatómicos

CATIÓNCATIÓN + + ANIÓNANIÓN ------> COMPUESTO> COMPUESTOCATIÓNCATIÓN + + ANIÓNANIÓN ------> COMPUESTO> COMPUESTO

Un compuestoUn compuesto eléctricamente neutroeléctricamente neutro

requiere igual cantidad requiere igual cantidad de cargas de cargas

(+) y (-) (+) y (-)

Un compuestoUn compuesto eléctricamente neutroeléctricamente neutro

requiere igual cantidad requiere igual cantidad de cargas de cargas

(+) y (-) (+) y (-)

COMPUESTOS IÓNICOSCOMPUESTOS IÓNICOSCOMPUESTOS IÓNICOSCOMPUESTOS IÓNICOS

NaNa++ + Cl + Cl- - ------> NaCl> NaCl

COMPUESTOS IÓNICOSCOMPUESTOS IÓNICOSCOMPUESTOS IÓNICOSCOMPUESTOS IÓNICOS

NH4+

Cl-

ClorClorurouro de amonio, NH de amonio, NH44ClCl

Algunos compuestos Algunos compuestos iónicosiónicos

Algunos compuestos Algunos compuestos iónicosiónicos

MgMg2+2+ + NO + NO33-- ------> Mg(NO> Mg(NO33))22

NitrNitratoato de magnesio de magnesio

FeFe2+2+ + PO + PO443-3- ------> Fe> Fe33(PO(PO44))22

FosfFosfatoato de hierro (II) de hierro (II)

FluorFluorurouro de calcio de calcio

CaCa2+2+ + 2 F + 2 F-- ------>>

CaFCaF22

Propiedades de los compuestos Propiedades de los compuestos iónicosiónicos

Formación de NaCl a partir de Na y ClFormación de NaCl a partir de Na y Cl22

Propiedades de los compuestos Propiedades de los compuestos iónicosiónicos

Formación de NaCl a partir de Na y ClFormación de NaCl a partir de Na y Cl22

• Un átomo metálico Un átomo metálico puede transferir un puede transferir un electrón a un átomo electrón a un átomo no metálicono metálico

• Los resultantes catión Los resultantes catión y anión se unen y anión se unen

mediante mediante fuerzas fuerzas electrostáticelectrostáticasas

Fuerzas Fuerzas electrostáticaselectrostáticas

Los iones de cargas opuestas se atraen mutuamente Los iones de cargas opuestas se atraen mutuamente mediante mediante FUERZAS ELECTROSTÁTICASFUERZAS ELECTROSTÁTICAS..

Estas fuerzas son regidas por la Estas fuerzas son regidas por la LEY DE LEY DE COULOMBCOULOMB..

Fuerzas Fuerzas electrostáticaselectrostáticasLEY DE COULOMBLEY DE COULOMB

2d(-) carga )( carga

K F

Cuando la carga de los iones aumenta, la Cuando la carga de los iones aumenta, la fuerza de atracción _______________.fuerza de atracción _______________.Cuando la distancia entre los iones aumenta, la Cuando la distancia entre los iones aumenta, la fuerza de atracción _______________.fuerza de atracción _______________.

Este concepto es importante y volverá a Este concepto es importante y volverá a aparecer en futuras discusionesaparecer en futuras discusiones

La ley de Coulomb en La ley de Coulomb en acciónacción

NaCl, NaNaCl, Na++ and Cl and Cl--,,PF = 804 PF = 804 ooCC

MgO, MgMgO, Mg2+2+ and O and O2-2-

PF = 2800 PF = 2800 ooCC

SUSTANCIAS SIMPLES SUSTANCIAS SIMPLES COVALENTES COVALENTES NO*NO*

MOLECULARESMOLECULARES

SUSTANCIAS SIMPLES SUSTANCIAS SIMPLES COVALENTES COVALENTES NO*NO*

MOLECULARESMOLECULARES

Alótropos del CAlótropos del CAlótropos del CAlótropos del C

* ¿Es válido para * ¿Es válido para el Cel C6060??

Screen 3.2Screen 3.2

SUSTANCIAS SIMPLES SUSTANCIAS SIMPLES MOLECULARES BIATÓMICAS MOLECULARES BIATÓMICAS

(gases)(gases)

SUSTANCIAS SIMPLES SUSTANCIAS SIMPLES MOLECULARES BIATÓMICAS MOLECULARES BIATÓMICAS

(gases)(gases)

SUSTANCIAS SIMPLES SUSTANCIAS SIMPLES MOLECULARES POLIATÓMICASMOLECULARES POLIATÓMICAS

SUSTANCIAS SIMPLES SUSTANCIAS SIMPLES MOLECULARES POLIATÓMICASMOLECULARES POLIATÓMICAS

Fósforo blanco (P4) y polímero de fósforo rojo

Azufre (S8)

Compuestos Compuestos molecularesmoleculares

CH4 metano

CO2 Dióxido de carbono

BCl3 Tricloruro de boro

TRADUCCIÓN Y ADECUACIÓNTRADUCCIÓN Y ADECUACIÓNTRADUCCIÓN Y ADECUACIÓNTRADUCCIÓN Y ADECUACIÓN