Formas y Estructuras

 

⇝ FÓRMULA EMPÍRICA 

Representa la fórmula más sencilla de un compuesto. Indica cuales elementos están presentes y la relación mínima en números enteros de los átomos de cada elemento que forman un compuesto pero no indica el número real de átomos de una molécula. Varios compuestos diferentes pueden tener la misma fórmula empírica.

⇝ FÓRMULA MOLECULAR

Indica la cantidad exacta de átomos de cada elemento que está presente en la unidad más pequeña de una sustancia. Los subíndices indican el número de átomos presentes de cada elemento dentro de la molécula y representa la relación real entre los átomos. 

EJEMPLO

El ácido ascórbico (vitamina C) cura el escorbuto y ayuda a evitar el resfriado más común. Está compuesto por 40.92% de carbono (C) 4.58% de hidrógeno (H) y 54.50% de oxígeno (O) en masa. Determine su fórmula empírica.

PASO 1: Si tenemos porcentajes asumimos que tenemos 100 g. Entonces se pasan los porcentajes a gramos así: 

• C 40.92% = 40.92 g 

• H 4.58% = 4.58 g 

• O 54.50% 54.50 g

PASO 2: Pasar los gramos a moles 

ոc = 40.92 g C = _1mol C_ = 3.407 mol C 

                            12.01 g C 

ոH = 4.58 g C = _1mol H_ = 4.54 mol H 

                          1.008 g H       

ոO = 54.50 g O = _1mol O_ = 3.406 mol O 

                            16.00 g O 

Con esto obtenemos la fórmula C₃.₄₀₇H₄.₅₄O₃.₄₀₆ que proporciona la relación de los átomos y su identidad pero el problema es que las fórmulas químicas se deben escribir en números enteros.

PASO 3: Convertir estos subíndices en números enteros y para esto se dividen todos los subíndices entre el más pequeño.

 C = 3.407 = 1 

        3.406

H =  4.54 = 1.33 

       3.406

O = 3.406 = 1 

       3.406

Y obtenemos CH₁.₃₃O con esto mejoramos pero continuamos teniendo decimales entonces ¿Qué hacemos? 

PASO 4: Por ensayo y error se busca un número que multiplicado por el decimal se convierta este en un número entero y al encontrarlo todos los subíndices deben ser multiplicados por este número.

1.33 x 2 = 2.66 

1.33 x 3 = 3.99 ≈ 4 

(C₁H₁.₃₃O₁) * 3 = C(1*3=3) H(1.33*3 =4) O (1*3 = 3) 

Como el C y el O tenían un subíndice de 1 quedarían multiplicados por 3.

• Entonces la fórmula empírica quedaría así C₃H₄O₃ 

• En el caso de la fórmula molecular siempre es necesario previamente haber realizado el cálculo de la fórmula empírica y contar con la masa molar real o aproximada del compuesto al que se le calculara la fórmula molecular. 

• Ejemplo si ya tenemos la fórmula empírica del ácido ascórbica y sabemos que su masa molar aproximada es de 175 g. 

PASO 5: Se calcula la masa molar de la fórmula empírica 

C = 12 * 3 = 36 H = 1 * 4 = 4 y O 16 * 3 = 48 

La sumatoria total: 88

PASO 6: A continuación se determina el número de unidades de la fórmula empírica presentes en la fórmula molecular así: 

         masa molar             =  175 = 1.99 

 masa molar empírica            88 

• Lo que nos indica que la masa molar del compuesto es dos veces la masa molar empírica o sea que hay que multiplicar los subíndices de la fórmula empírica por numero que resulte de esta división. En este caso quedaría así:

 

• FORMULA EMPIRICA → C₃H₄O₃ 

• FORMULA MOLECULAR → C₆H₈O₆

⇝  FÓRMULA ESTRUCTURAL

La fórmula estructural es una representación gráfica de los enlaces de una molécula, arrojando luz sobre su estructura una vez determinada por métodos espectroscópicos. Es la manera más concreta al momento de referirse a un compuesto en específico, y no a varios isómeros correspondientes a una misma fórmula molecular.

Utilizar fórmulas estructurales facilita la comprensión de los cambios que sufre una molécula durante una reacción química; cuáles de sus enlaces se rompen, cómo se ve modificada su estructura en el proceso y al final del mismo. Aprender a leer dichas fórmulas es igual a predecir superficialmente las propiedades de las moléculas.

EJEMPLO

Metano: Se tiene dos fórmulas estructurales del metano, cuya fórmula molecular y condensada es CH4. Las fórmulas estructurales aclaran que es el carbono el átomo central. Por lo tanto, tenemos cuatro enlaces C-H. Nótese además que la fórmula de la izquierda genera la falsa impresión de que la molécula es plana, cuando en realidad es tetraédrica (fórmula de la derecha).

Agua: La fórmula química del agua es H₂O, correspondiendo además con las fórmulas condensada y molecular. Aunque no se aprecie, los pares de electrones libres del oxígeno y los átomos de hidrógeno dibujan un tetraedro entorno al oxígeno; esta es, la geometría electrónica del agua: tetraédrica. Mientras, los dos átomos de hidrógeno establecen un plano parecido a un boomerang; esta es, la geometría molecular del agua: angular.

⇝ FORMULA SEMIDESARROLLADA

Similar a la molecular, es un tipo de fórmula que expresa los átomos que integran el compuesto, expresando los enlaces químicos (líneas) y su tipo (simples, dobles, triples) entre cada molécula del compuesto. Esto es útil para identificar los grupos radicales que lo conforman, así como la estructura química del mismo. 

⇝ FORMULA DESARROLLADA

La fórmula desarrollada es el paso siguiente en complejidad de la semidesarrollada, indicando el enlace y la ubicación de cada átomo del compuesto dentro de sus respectivas moléculas, en un plano cartesiano, representando la totalidad de la estructura del compuesto. 

⇝ FORMULA CONDENSADA

La fórmula condensada es una representación meramente textual de una molécula en la que se omiten los enlaces. Su finalidad es permitir saber cuál es el ordenamiento de los átomos. Generalmente las moléculas lineales o ramificadas presentan fórmulas condensadas, excepto las cíclicas o las que son altamente ramificadas.

⇝ FORMULA LINEAL

Se representa al compuesto orgánico como una linea "zig-zag" en la cual las aristas simbolizan enlaces y los vértices átomos de carbono. Se omite la representación de hidrógenos que se encuentran enlazados al carbono.

http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/31082016/f3/esan_2016083113_9133751/24_frmulas_de_los_compuestos_orgnicos.html