Cálculos de fórmulas mínimas y moleculares a partir de los porcentajes de los elementos de un compuesto.

Para hallar la fórmula empírica de un compuesto, primero se obtienen los moles de cada elemento, luego se divide cada uno por el de menor valor y finalmente, por lo tanto, se hallan los números enteros más sencillos posibles. Sigue un patrón similar al siguiente:


(AaBbCc)1

Se halla de la siguiente forma: con el peso de todo el elemento y con la suma del compuesto se divide el peso del elemento por la suma y así se halla la formula molecular. La fórmula molecular coincide a veces con la formula empírica; otras veces es un múltiplo entero de esta fórmula. Se expresa como:

(CxHyOz)n

Donde n es un número entero.

Fórmulas químicas: mínimas, moleculares y estructurales.

• 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 más sencilla de un compuesto, tiene los subíndices enteros más pequeños posibles. Pueden coincidir con los de la fórmula molecular, que muestra el número de átomos en el compuesto. Por ello, a veces, se le llama fórmula mínima.
• La fórmula molecular es la fórmula química que indica los números de átomos distintos presentes en la molécula. Ésta es la máxima expresión ya que la fórmula molecular es la cantidad real de atamos que conforman una molécula. y la empírica es la cantidad disminuida del átomo.
•  La formula estructural es similar a las anteriores pero señalando la geometría espacial de la molécula mediante la indicación de distancias, ángulos o el empleo de perspectivas en diagramas bi- o tridimensionales. En un diagrama 2D, se aprecia la orientación de los enlaces usando símbolos especiales. Una línea continua representa un enlace en el plano; si el enlace está por detrás, se representa mediante una línea de puntos; si el enlace está por delante, se indica con un símbolo en forma de cuña triangular. A veces se emplean otro tipo de convenios o proyecciones para grupos de compuestos específicos). En los diagramas adjuntos, se observan algunos de estas fórmulas estructurales.

También hay diagramas 3D como la estructura o de líneas y ángulos.

A veces, se prefiere el uso de modelos moleculares en 3D, como:

• 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. 

Número de Avogadro

El nombre le fue dado a esta famosa constante en honor a Amedeo Avogadro, un fisico quimico italiano que lo estudio. 

La constante de Avogadro es el número de átomos o moléculas que hay en un mol, el Avogadro es el número de átomos de carbono contenidos en 12 gramos de carbono12²³ Originalmente se llamó número de Avogadro.

NA = 6.022 141 79 (30) x 1023 mol-1

Cálculo de moles de un elemento y de un compuesto

El mol es la unidad básica del Sistema Internacional de Unidades, que mide la cantidad de sustancia. Así como una 'docena' se refiere al termino 12 unidades, el mol representa el número 6.02x10 a la 23

El número de moles de un compuesto o de un elemento es igual a la masa en gramos dividida entre la masa molar o peso atómico de ese elemento o compuesto.

De esto se saca la siguiente formula: mol = masa g / masa molar o peso atómico

Ejemplo: Encontrar la cantidad de moles que hay en 10 g de Sodio (Na)

mol = 10 g ÷ 23 g/mol
mol = 0.43 moles

Peso atómico y peso molecular

Peso atómico:

El peso atómico es el número asignado a cada elemento químico para especificar la masa promedio de sus átomos. Este es debido al número de protones y de neutrones. Por esa razón, diferentes elementos tienen peso atómico diferente.

Thomson calculó que el peso de un protón y el de un neutrón, valen justo 1 uma= 1,66x10-24 gramos. Los pesos atómicos reales normalmente son números decimales.

Peso molecular:

El peso de un compuesto químico se conece con el nombre de peso molecular y esta representado mediante la letra M mayúscula.

Al peso molecular también se le conoce con el nombre de peso fórmula gramo y se le representa mediante las letras PFG.

Para sacar el peso molecular de una fórmula se procede de la siguiente manera:
Se multiplica el subíndice de cada elemento por su peso atómico y luego se suman los resultados parciales
Por ejemplo el peso molecular del H2O será:

H2O
PFG=2(1.0079)gr+ 1(15.999)gr
PFG=2.0158gr+15.999gr
PFG= 18.0148gr

Calcular el peso molecular de un elemento:

 

¿Que son isótopos?

Los isótopos son elementos químicos que tienen el mismo número atómico pero distinta masa atómica, porque tienen distinto número de neutrones. Muchos elementos químicos tienen algún isótopo que es radiactivo, es decir que es inestable y se va descomponiendo en otros elementos liberando radiactividad.

Ejemplos:

* Ne-20 , Ne-21 , Ne-22

* Mg-24 , Mg-25 , Mg-26

* Si-28 , Si-29 , Si-30

* O-16 , O-17 , O-18

* C-12 , C-13 , C-14

Cálculo de protones, electrones y neutrones en un átomo neutro y en un ión.

En un átomo neutro:

Para calcular los protones y electrones de un átomo neutro se debe tener en cuenta su número atómico, por ejemplo, en el caso del litio su número atómico es 3 por lo tanto sus protones y electrones van a ser 3.

Para calcular sus neutrones se debe ahora tener en cuenta su peso atómico, por ejemplo, el litio tiene un peso atómico de 6.941, si se aproxima este número nos dará un resultado de 7.
ahora se tiene que restar su peso atómico con su número atómico, esto quiere decir que

7- 3=4, por lo tanto los neutrones de litio son 4.

En un ión:

Anión: Un anión es un átomo que tiene mas carga negativa que positiva, osea que tiene mas electrones que protones. Los aniones se describen con un estado de oxidación negativo.

Catión:  Un catión es, al contrario del anión, un átomo que tiene mas carga positiva que negativa, osea que tiene mas protones que electrones. Los cationes se describen con un estado de oxidación positivo.