Dentro de la gran diversidad de sustancias existentes en la naturaleza y que son estables en condiciones ambientales, se puede distinguir dos grupos: SUSTANCIAS SIMPLES o ELEMENTALES y SUSTANCIAS COMPUESTAS.
Una SUSTANCIA es SIMPLE cuando no puede ser descompuesta en otra más sencilla por ningún método físico o químico reconocido como de uso común. Las sustancias simples son llamadas también ELEMENTOS y se representan mediante SIMBOLOS donde siempre la primera letra del nombre es escrita en mayúscula pudiendo estar acompañada de una segunda letra en minúscula. Ejemplos: Cu (cobre), Al (aluminio), Na (sodio), K (Potasio), Ca (Calcio), Pb (Plomo), P (Fósforo), C (Carbono), Au (Oro), He (Helio) .
Son también sustancias simples las que están conformadas con Moléculas sencillas, o sea aquellas que están formadas por un átomo o por la asociación de átomos de un sólo tipo.
O2 (molécula de Oxígeno), O3 (molécula de Ozono), Cl2 (molécula de Cloro), H2 (molécula Hidrógeno),
Las SUSTANCIAS COMPUESTAS pueden descomponerse en sustancias simples y se representan mediante FORMULAS las cuales están conformadas por cantidades y símbolos de los átomos que forman al compuesto, de suerte tal, que la fórmula nos brinde información tanto cualitativa como cuantitativa sobre la composición de la sustancia:
H2O (Agua ): 2 átomos de sodio y un átomo de oxígeno
NH3 (Amoníaco): 1 átomo de nitrógeno y tres átomos de hidrógeno
Otros ejemplos: Na2O (óxido de Sodio), CaS (Sulfuro de Calcio), CO (Monóxido de Carbono), KBr (Bromuro de Potasio).
FAMILIAS DE SUSTANCIAS QUIMICAS
Si bien hemos visto que las sustancias se clasifican en simples y compuestas según contengan moléculas simples o compuestas. Estas clasificaciones nos sirven de gran ayuda en la escritura de las fórmulas, pero es poca la información que nos brindan sobre las propiedades tanto físicas como químicas de la sustancia, es por ello que resulta indispensable otra clasificación que los agrupe de acuerdo a sus propiedades químicas comunes; para tal efecto surgen las siguientes funciones químicas y grupos funcionales.
OXIDOS
Son compuestos binarios formados por la combinación del oxígeno con otro elemento, si el elemento es un METAL se le conoce como OXIDO METALICO o también como OXIDO BASICO. En el caso de que fuera un NO METAL se le denomina OXIDO NO METALICO u OXIDO ACIDO, y en ocasiones a algunos se les puede denominar ANHIDRIDOS.
ACIDOS
Son compuestos que al ser disueltos en agua tienen la capacidad de aumentar la concentración de IONES HIDRONIO (H3O) + 1 .
BASES
Son sustancias se caracterizan por aumentar la concentración de IONES HIDROXILO (OH)+1 cuando están en solución con agua. Si en su fórmula contienen el anión (OH) - 1 se les conoce como HIDROXIDOS.
SALES
Son compuestos que se obtienen como producto de la NEUTRALIZACION de un ACIDO o de una BASE, ya sea por reacción entre ellos mismos o con algún METAL.
Estos compuestos se agrupan en familias en base a la FUNCION QUIMICA que cada uno de ellos ocupa al ponerse en contacto con otras sustancias.
Por ejemplo:
1.- Los OXIDOS, cuya función química es (O- 2), siendo compuestos BINARIOS se combinan con el agua para producir compuestos TERNARIOS.
a) Los OXIDOS METALICOS producen BASES de ahí el nombre alterno de OXIDOS BASICOS.
MgO + H2O ---> Mg(OH) 2
(Oxido de Magnesio ) (Hidróxido de Magnesio )
K2O + H2O à 2 KOH
Oxido de Potasio Hidróxido de Potasio
b) Los OXIDOS ACIDOS reciben este nombre por contener oxigeno en su molécula y porque al reaccionar con el agua producen sustancias con características ACIDAS, a las que se les llama OXIACIDOS..
SO3 + H2O --à H2SO4
Oxido de azufre VI ácido sulfúrico
Trióxido de azufre
(Anhídrido sulfúrico )
CO2 + H2O ---> H2CO3
Oxido de carbono IV ácido carbónico
Anhídrido carbónico
Bióxido de carbono
P2O5 + 3 H2O ---> 2H3PO4
Oxido de fósforo V ácido ortofosfórico o
Anhídrido fosfórico ácido fosfórico
Pentaóxido de difósforo
c) Un gran número de OXIDOS ACIDOS pueden también ser llamados ANHIDRIDOS dado que se obtienen mediante la deshidratación de algún OXIACIDO al ser sometido a calentamiento.
2 HNO3 ---> N2O5 + H2O
Acido Nítrico Anhídrido nítrico
H2SO3 ---> SO2 + H2O
Acido Sulfuroso Anhídrido sulfuroso
A las reacciones anteriores se les puede llamar DESHIDRATACION por la eliminación del Agua. Por eso el nombre de ANHIDRIDO que significa SIN AGUA.
2.- Los ACIDOS, cuya función química es (H3O)+1 pueden ser compuestos binarios o ternarios. Formados por la combinación del HIDROGENO con otro elemento o grupos de elementos de gran electronegatividad cuya principal característica es el aumento de IONES HIDRONIO (H3O) + 1 al ser disueltos en agua. Esto les confiere la propiedad de neutralizar los IONES HIDROXIDO (OH) - 1 liberados en las soluciones de las BASES formándose AGUA, además de una SAL producto de la combinación del ION negativo (ANION) y el positivo (CATION) liberados por el ACIDO y la BASE respectivamente.
H2SO4 + Mg(OH) 2 ---> MgSO4 + 2 H2O
Ácido Base Sal Agua
HCl + NaOH ---> NaCl + H2O
Ácido base sal agua
Otra característica de los ACIDOS es la liberación del HIDROGENO presente en ellos cuando reaccionan con algún METAL formándose también una SAL.
Zn + H2SO4 ---> ZnSO4 + H2
Metal ácido sal hidrógeno
Fe + HCl ---> FeCl2 + H2
Metal ácido sal hidrógeno
3.- Las BASES o HIDROXIDOS, cuya función química es (OH) - 1 al ser liberadoras del ANION HIDROXIDO (OH) - 1 serán capaces de neutralizar a los ACIDOS los cuales liberan el CATION de HIDROGENO (H) +1 formando AGUA, por lo que MUTUAMENTE SE NEUTRALIZAN originando sustancias de una relativa estabilidad.
2 Fe(OH) 3 + H2SO4 ---> Fe2(SO4) 3 + 6 H2O
base ácido sal agua
Al(OH) 3 + 3 HCl ---> AlCl3 + 3 H2O
Base ácido sal agua
Como se puede apreciar, las bases son compuestos TERNARIOS con la participación de un METAL el cual es realmente el que cede el electrón y que le confiere la carga negativa al ANION (OH) - 1, quedando él como un CATION. Esto origina que en interacciones entre compuestos que por su fórmula sean llamados hidróxidos, alguno de ellos tenga un comportamiento ACIDO, lo cual depende de la capacidad de ceder electrones de los metales. Aquel que tenga una mayor electronegatividad se comportara como NO METAL (Al) y el compuesto que lo posea se comportara como un ACIDO.
3 NaOH + Al(OH) 3 ---> Na3AlO3 + 3 H2O
base ácido sal agua
A los elementos que dependiendo de las condiciones pueden adquirir características de METAL o de NO METAL se le conoce como METALOIDE o ANFOTERO. Ejemplos: Zn, Mn, Al, Cr, W, As, Sb, etc.
4.- Las SALES son sustancias que se componen de un catión y un anión y son de una relativa estabilidad; su solubilidad y actividad química depende de los elementos que la integran. El CATION proviene de una BASE y el ANION su origen quizá sea un ACIDO, de los cuales se ha obtenido por NEUTRALIZACION de las características de ACIDO y BASE. Pueden ser compuestos BINARIOS, TERNARIOS o CUATERNARIOS.
K2SO4 (sal ternaria)
NaI (sal binaria)
KNaLiPO4 (Sal cuaternarios)
a) Las sales en solución pueden reaccionar entre sí para dar productos que a su vez son sales pero de mayor estabilidad:
AgNO3 + KCl ---> AgCl + KNO3
Sal sal sal sal
b) En compuestos con CATIONES o ANIONES multivalentes es posible que se den NEUTRALIZACIONES PARCIALES y por lo tanto las sales que así se originen podrán tener características ácidas o básicas.
NaOH + H2CO3 ---> NaHCO3 + H2O
sal ácida
Mg(OH) 2 + HCl ---> Mg(OH)Cl + H2O
sal básica
Este tipo de sales pueden ser neutralizadas con un ión diferente originando SALES MIXTAS.
NaHCO3 + KOH ---> KNaCO3 + H2O
sal ácida base sal mixta
Mg(OHCl + HBr ---> MgBrCl + H2O
sal básica ácido sal mixta
d) Sales HIDRATADAS.- En ocasiones las sales cristalizan absorbiendo moléculas de agua; a estas se les conoce como SALES HIDRATADAS, su fórmula se escribe anexándole el número de moléculas de agua a la cual se le conoce como AGUA DE CRISTALIZACION.
CaSO4 · 2 H2O (Sulfato de Calcio dihidratado)
CuSO4 · 5 H2O (Sulfato cúprico pentahidratado)
e) SALES DOBLES. Algunas sales se depositan formando cristales de dos tipos de sustancias; como ejemplo citaremos los compuestos llamados ALUMBRES cuya formación contiene SULFATOS DE CATIONES MONOVALENTES Y TRIVALENTES.
K2SO4 · Al2(SO4) 3 · 24 H2O (sulfato doble de aluminio y potasio hidratado).
5.- Compuestos de Coordinación.- También son conocidos como compuestos complejos; consisten regularmente en un elemento METALICO CENTRAL al cual se unen varios aniones y/o moléculas llamados LIGANDOS. Se dice que los ligandos están coordinados alrededor del METAL CENTRAL en la primera esfera de coordinación la cual se indica por paréntesis rectangulares y puede ser CATION o ANION.
K3[Fe(CN) 6] (Hexaciano ferrato III de potasio)
[Fe(CN) 6] - 3 (anión Hexaciano ferrato III)
[Cu(NH3) 4]Cl (cloruro de tetraamino cobre I)
[Cu(NH3) 4] + 1 (catión tetraamino cobre I)
Se puede apreciar que en la escritura de la fórmula de un complejo también se escribe primero el CATION seguido del ANION.
Ejercicio (TAREA).
Hacer y llenar una tabla formada de filas de cationes y columnas de aniones para mostrar la molécula que se forman cuando cationes y aniones se juntan y darle a cada sustancia el nombre químico que le corresponde. (Sin hacer la rección de formación).
En la fila superior, colocar los siguientes aniones:
H- 1 Hidruros
O- 2 Óxidos
(OH) - 1 Hidróxidos
(SO4) - 2 Sulfatos
(CO3) - 2 Carbonatos
(NO3) - 1 Nitratos
(CN) - 1 Cianuros
(PO4) - 3 Fosfatos
S- 2 Sulfúros
