Conceptos Esenciales de Química: Mol, Fórmulas y Estructura Atómica

Conceptos Fundamentales de Estequiometría

El Mol y el Número de Avogadro

Mol: Unidad que engloba un Número de Avogadro (N_A) de entidades elementales de una sustancia. Estas entidades pueden ser átomos, moléculas, electrones, etc.

• Un mol de átomos contiene N_A átomos.
• Un mol de moléculas contiene N_A moléculas.
• Un mol de electrones contiene N_A electrones.

Número de Avogadro (N_A): El Número de Avogadro tiene un valor de 6,022 x 10²³. Permite relacionar la cantidad de sustancia (en moles) con el número de partículas (átomos, moléculas, etc.).

Fórmulas Químicas

Fórmula Molecular (FM): Indica el número real de átomos de cada elemento presentes en una molécula. Por ejemplo, una molécula de benceno está compuesta por 6 átomos de carbono y 6 átomos de hidrógeno. Su fórmula molecular es C₆H₆. La fórmula molecular permite relacionar el número de moléculas con el número de átomos de cada elemento.

Fórmula Empírica (FE): Representa la proporción mínima de números enteros entre los átomos de los diferentes elementos que forman un compuesto. Es decir, es la fórmula simplificada. Por ejemplo, en la molécula de benceno (FM: C₆H₆), la fórmula empírica es CH, lo que indica que en esa molécula hay un átomo de hidrógeno por cada átomo de carbono.

Composición de las Sustancias

Composición Centesimal: Indica el porcentaje en masa de cada elemento presente en un compuesto. Es un tanto por ciento, y la suma de los porcentajes de todos los elementos en el compuesto debe ser igual a 100%. La composición centesimal permite determinar la fórmula empírica de una sustancia.

Estructura Atómica y Conceptos Relacionados

Componentes Fundamentales del Átomo

Número Atómico (Z)

El Número Atómico (Z) representa el número de protones en el núcleo de un átomo. Este número es característico de cada elemento químico y determina su identidad. El número atómico de un elemento es constante; no varía para un átomo de ese elemento, excepto en reacciones nucleares (fisión o fusión).

Nota: En un átomo eléctricamente neutro, el número atómico (Z) coincide con el número de electrones.

Número Másico (A)

El Número Másico (A) es igual al número total de nucleones, es decir, la suma del número de protones (Z) y el número de neutrones (N) en el núcleo: A = Z + N.

Los elementos se representan comúnmente utilizando su símbolo químico (X), junto con su número másico (A) como superíndice y su número atómico (Z) como subíndice: ^A_ZX.

Variaciones Atómicas

Isótopos

Los isótopos son átomos de un mismo elemento químico (mismo número atómico, Z) que tienen diferente número másico (A). Esto significa que poseen el mismo número de protones pero diferente número de neutrones. La mayoría de los elementos químicos se encuentran en la naturaleza como una mezcla de sus isótopos.

Iones

Un átomo puede ganar o perder electrones de su capa más externa, transformándose en una especie cargada eléctricamente denominada ión.

• Anión (Ion Negativo): Se forma cuando un átomo gana uno o más electrones. Adquiere un exceso de carga negativa. Se representa como X^q-, donde 'q' indica el número de electrones ganados (la carga negativa neta).
• Catión (Ion Positivo): Se forma cuando un átomo pierde uno o más electrones. Adquiere un defecto de carga negativa (o un exceso de carga positiva). Se representa como X^q+, donde 'q' indica el número de electrones perdidos (la carga positiva neta).