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Un compuesto es una sustancia compuesta de dos o más elementos. A diferencia de una mezcla, los átomos de los elementos están unidos en las moléculas de los compuestos. Los compuestos pueden ser tan simples como la sal de mesa, donde una molécula consiste en un átomo de sodio y uno de cloro. Los compuestos orgánicos, aquellos construidos alrededor de átomos de carbono, a menudo son cadenas largas y complejas de átomos individuales.
Identificando elementos
El primer paso para encontrar la fórmula para un compuesto dado es descubrir qué elementos contiene. Para empezar, un químico observa el compuesto e identifica sus propiedades, como el peso, la solidez, el color y el olor. Luego comienza a probarlo, por ejemplo quemando muestras, derritiéndolas o disolviéndolas en varios fluidos. Esto puede llevar un tiempo, pero eventualmente los resultados deberían permitirle identificar los elementos básicos.
Reuniendo datos
Aprender que un compuesto contiene, por ejemplo, hidrógeno, carbono, oxígeno y hierro no le indica la fórmula. Tratar de calcular la fórmula molécula por molécula no es práctico, por lo que en su lugar se toma una muestra grande, digamos 100 gramos. Cuando analiza el compuesto en busca de elementos componentes, sus resultados deben incluir el peso de los diferentes elementos en los 100 gramos de compuesto. Utiliza una fórmula matemática para convertir la cantidad de gramos en moles de cada elemento, lo que te permite comparar manzanas con manzanas cuando intentas determinar cuántos átomos de cada elemento están presentes.
Analizando los números
Los compuestos vienen con dos fórmulas diferentes. La primera es la fórmula empírica que muestra el número de átomos diferentes en el compuesto. Después de convertir los gramos de cada elemento en moles, calcula la relación de los moles, que le da la relación de los elementos en el compuesto. Más cálculo numérico le da la fórmula molecular. Si la fórmula empírica es de seis átomos de carbono a 11 de hidrógeno a un oxígeno, la fórmula molecular podría ser 12 de carbono, 22 de hidrógeno, dos de oxígeno o algún otro múltiplo.
Estructura molecular
Incluso después de obtener la fórmula, todavía no conoce realmente el compuesto. Para eso necesitas calcular la estructura tridimensional. Las moléculas pueden formarse como tetraedros, trigones o líneas rectas. Algunos compuestos solo pueden tener una estructura posible, dados los elementos que contienen. Otros requieren pruebas para resolverlo, por ejemplo, reemplazando algunos de los átomos con átomos de otro elemento y observando cómo cambian las reacciones. Dos compuestos con la misma fórmula y diferentes estructuras pueden tener diferentes propiedades.