Las fórmulas y modelos moleculares son herramientas para representar compuestos químicos que nos facilitan su estudio y comprensión; para con un golpe de vista conocer que elementos constituyen el compuesto, su número de átomos, estructura, propiedades…
La formulación en química
La fórmula química
En la fórmula química se representan todos los elementos de compuesto, y en cada elemento se añade su número de átomos presente como subíndice en el símbolo del elemento en cuestión. Ejemplos.
– Agua (H2O) → 2 átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
– Amoníaco (NH3) → 3 átomos de hidrógeno y uno de nitrógeno.
La fórmula empírica
La fórmula empírica da la relación más posible de números enteros entre los elementos que componen el compuesto. Todos los compuestos iónicos se formulan con ella. Ejemplos:
– Butano (C4H10) → fórmula empírica C2H5.
– Ácido acético (C2H4HO2) → fórmula empírica CH2O.
Sin embargo a veces el compuesto que resulta en la fórmula empírica no se puede dar en la realidad; tal y como sucede con la fórmula empírica del butano vista anteriormente.
La fórmula estructural
La fórmula química y la empírica nos dicen los elementos que forman un compuesto pero no sobre como se distribuyen, estructuran y organizan. La estructura en compuestos inorgánicos sencillos se puede deducir fácilmente; pero en compuestos orgánicos basados en el carbono conocer la estructura resulta crítico para poder trabajar con ellos. Por ejemplo hay moléculas como el ADN o el ARN compuestas por millones átomos y conocer como se enlazan entre sí resulta imprescindible.
Los átomos se unen mediante barras que representan los enlaces, y para representar dobles y triples enlaces se utilizan 2 y 3 barras respectivamente.
La fórmula estructural lineal o condesada
Tipo de fórmula química útil para representar compuestos orgánicos no demasiado grandes y complejos; ideal para aquellos que se basan en una cadena lineal de átomos de carbono. Veamos un ejemplo para aprenderlo:
El ácido acético: CH3COOH.
Tenemos 3 átomos de hidrógeno unidos al primer átomo de carbono, unido por un enlace simple al segundo átomo de carbono. Luego en el segundo carbono hay unidos un átomo de oxígeno por doble y un grupo hidróxido OH.
Modelos moleculares
Modelo de líneas y ángulos
Cada línea es un enlace y el vértice representa a un átomo de carbono. El número de átomos de hidrógenos en cada carbono sería el que resultase necesario para completar los 4 enlaces covalentes máximos de un átomo de carbono. Si hay presentes otros elementos como el O, F, N, S, Cl, P … se escribe su símbolo.
Modelo de barras y bolas
Consiste en una representación tridimensional de la molécula para hacerse una idea fiel de su forma real en el espacio, no solo conocer su estructura fundamental. Por eso cada bola representa un átomo y su color hace referencia al elemento que se trate; y las barras representan a los enlaces.
Modelo compacto
Aquí los enlaces han dejado de representarse, ahora la molécula se representa mediante bolas (simulando átomos )de difentes colores y tamaños según el elemento se trate. Estas bolas se pegan y chafan entre sí intentando mostrar la forma que tendría la mólecula en el espacio.
