Fórmulas Químicas: Tipos, Cálculos y Aplicaciones
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La Fórmula Química: Una Representación Esencial
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 o formulación química.
La fórmula química permite determinar la composición porcentual de cada elemento en una sustancia compuesta. Los porcentajes así obtenidos son una expresión de la ley de la composición definida.
Ejemplo 3.1: Composición Porcentual del Sulfato de Aluminio
La fórmula química del sulfato de aluminio es Al2(SO4)3. Determinar la composición porcentual del sulfato de aluminio.
MAl2(SO4)3 = 2(27.0) + 3(32.0) + 12(16.0) = 342 g/mol
| Elemento | Masa molar (g/mol) | mol del elemento | masa (g) en 1 mol | Porcentaje (%) |
|---|---|---|---|---|
| Al | 27.0 | 2 | 54.0 | 15.79 |
| S | 32.0 | 3 | 96.0 | 28.07 |
| O | 16.0 | 12 | 192.0 | 56.14 |
Tipos de Fórmulas Químicas
- Fórmula empírica
La fórmula empírica es una expresión que representa la proporción más simple en la que están presentes los átomos que forman un compuesto químico. Es por tanto la representación mas sencilla de un compuesto. Por ello, a veces, se le llama fórmula mínima.
En compuestos covalentes, se obtiene simplificando los subíndices de la fórmula, si ello es posible, dividiéndolos por un factor común. Así, la fórmula empírica de la glucosa (C6H12O6) es CH2O, lo cual indica que por cada átomo de C, hay dos átomos de H y un átomo de O. Los subíndices siempre son números enteros y si son iguales a 1, no se escriben.
En compuestos iónicos la fórmula empírica es la única que podemos conocer, e indica la proporción entre el número de iones de cada clase en la red iónica. En el hidruro de magnesio, hay dos iones hidruro por cada ión magnesio, luego su fórmula empírica es MgH2.
En compuestos no-estequiométricos, como ciertos minerales, los subíndices pueden ser números decimales. Así, el óxido de hierro (II) tiene una fórmula empírica que varía entre Fe0,84O y Fe0,95O, lo que indica la presencia de huecos, impurezas y defectos en la red.
- Fórmula molecular
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 estructural
- Modelo de esqueleto, de armazón: no se dibujan los átomos de C e H.
- Modelo de bolas y barras, o de bolas y varillas.
- Modelo de bolas, compacto o espacial sólido.
- Modelos poliédricos: los átomos se representan por tetraedros, octaedros, … que se unen por sus vértices y permiten ciertos giros o torsiones.
- Fórmula estructural