Composto químico

En química, un composto químico é unha substancia formada pola unión de dous ou máis elementos da táboa periódica, e que pode descompoñerse nestes por métodos químicos apropiados.

Auga, o composto químico máis común na natureza.

Os compostos, do mesmo xeito que as mesturas, están constituídos por dous ou máis elementos químicos diferentes, pero diferéncianse esencialmente destas nos seguintes aspectos:

1. Os compoñentes das mesturas poden separarse por medios físicos (filtración, decantación, destilación, ...), pero os constituíntes dos compostos, non.
2. As mesturas teñen as propiedades dos seus compoñentes, pero os compostos posúen as súas propiedades específicas correspondentes.
3. As mesturas poden existir en calquera proporción mentres que os compostos fórmanse a partir dos elementos químicos en proporción invariable (lei das proporcións definidas enunciada entre 1794 e 1804 polo químico francés Joseph Louis Proust).
4. A formación ou descomposición dun composto químico vai sempre unida a un desprendemento ou absorción de calor, mentres que para unha mestura o efecto calorífico é nulo ou en todo caso, moi pequeno.

Unha característica esencial é que ten unha fórmula química. Por exemplo, a auga é un composto formado por hidróxeno e osíxeno na razón de 2 a 1 (en número de átomos).

En xeral, esta razón fixa é debida a unha propiedade intrínseca. Un composto está formado por moléculas ou ións con enlaces estables e non obedece a unha selección humana arbitraria. Por este motivo o bronce ou o chocolate son denominadas mesturas ou aliaxes pero non compostos.

Os elementos dun composto non se poden separar por procesos físicos (decantación, filtración, destilación etcétera), senón só mediante procesos químicos.

Formación de compostos químicos

A maioría dos elementos químicos existen en combinación con outros elementos que forman compostos químicos. De feito, só un pequeno número de elementos son libres na natureza: os átomos do gases nobres como átomos libres, o osíxeno e o nitróxeno, baixo a forma de moléculas diatómicas, O₂ e N₂, xofre en forma de moléculas con oito átomos, S₈, o carbono como grafito ou diamante e os metais preciosos (cobre, prata, ouro e platino).

A razón pola que os átomos se combinan para proporcionar compostos químicos reside no feito de que, en distancias moi pequenas, as nubes electrónicas interactuan de xeito que a enerxía do sistema diminúe. Pódese dicir tamén que como resultado desta interacción se xeran forzas de atracción.

Polo tanto, os electróns externos dos átomos son responsables da formación dos composts. Existen dúas formas xerais:

• Transferencia de electróns desde átomos dun elemento a outro átomo de elemento para formar compostos iónicos, que son conectados por atracción electrostática.
• Compartindo electróns entre diferentes átomos para formar compostos covalentes, que están ligadas debido a un efecto cuántico, a maior deslocalización de electróns.

Estes procesos xeran ligazóns químicas, forzas que manteñen os átomos xuntos os elementos nun composto.

Clasificación

Gotas de auga, composto inorgánico, covalente de fórmula H₂O

A pirita é un sulfuro, composto iónico formado por ferro e xofre (FeS₂)

Nitrato de Chile (nitrato de sodio, NaNO₃), fertilitzante natural

Os pneumáticos fabrícanse con caucho natural e sintético

Luvas fabricadas con neopreno, un polímero sintético

Paracetamol, un medicamento

Clasificación segundo o tipo de ligazón

Os compostos químicos poden clasificarse segundo o tipo de enlace químico en:

• Covalentes: son compostos químicos onde os átomos permanecen unidos por enlaces covalentes. Se hai unha pequena diferenza entre dous átomos en canto á tendencia a perder ou gañar electróns, obsérvase un intercambio de electróns. Este tipo de ligazón é máis importante entre átomos non metálicos. Cada átomo atrae os seus electróns porque ten unha elevada enerxía de ionización, pero tamén atrae os electróns dos outros átomos. Isto fai que os átomos se unan para formar un composto. Na maioría dos caos, xéranse moléculas separadas e a fórmula química reflicte o número real de átomos na molécula (fórmula molecular). Exemplos: dióxido de carbono (CO₂), ácido periódico (HIO₄), pentacloruro de fósforo (PCl₅), etanol (CH₃CH₂OH), ácido acético (CH₃COOH).
• Iónicos: son compostos onde os átomos quedan unidos mediante enlaces iónicos. Esta conexión adoita observarse entre átomos con grandes diferenzas na súa tendencia a perder ou gañar electróns. Estas diferenzas obsérvanse entre os metais reactivos (grupos 1 e 2 da táboa periódica) e non metais (grupo 17 ou halóxenos e parte superior do 16). O átomo de metal iónico de baixa enerxía perde un ou dous electróns de valencia, mentres que o átomo de afinidade electrónica non metálica, moi negativo, gaña electróns. Prodúcese unha transferencia electrónica do metal ao non metálico, e cada átomo forma un ión coa configuración electrónica de gas nobre. A atracción electrostática entre ións de diferentes signos lévaos a formar unha estrutura tridimensional dun sólido iónico, fórmula química que representa a relación catión/anión (fórmula empírica). Exemplos: óxido de sodio (Na₂O), cloruro de litio (LiCl), sulfuro de potasio (K₂S), hidruro de calcio (CaH₂). Hai tamén compostos iónicos nos que o anión ou o catión son poliatómicos, é dicir, está formado por varios átomos unidos por enlace covalente e con carga eléctrica. Exemplos de catións poliatómicos: amonio (NH₄⁺) e uranilo (UO₂²⁺). Exemplos de anións poliatómicos, oxoanións de carbonato (CO₃^2-), sulfato (SO₄^2-), nitrato (NO₃^-).
• Complexos: unidos por enlaces covalentes coordinados.

Clasificación xenérica

Os compostos clasifícanse de forma xenérica en:

• Orgánicos ou compostos de carbono e hidróxeno, con ou sen outros elementos.
• Inorgánicos, que non conteñen carbono (agás óxidos de carbono, carbonatos, carburos etc.).

Clasificación polos elementos que os forman

Os principais compostos químicos que existen na actualidade son:

• Óxidos básicos, que están formados por un metal e osíxeno. Por exemplo, o óxido plúmbico.
• Óxidos ácidos, formados por un non metal e osíxeno. Por exemplo, óxido hipocloroso.
• Hidruros, que poden ser tanto metálicos como non metálicos. Están compostos por un elemento e hidróxeno. Por exemplo, hidruro de aluminio.
• Hidrácidos, son hidruros non metálicos que, cando se disolven en auga, adquiren carácter ácido. Por exemplo, o ácido iodhídrico.
• Hidróxidos, compostos formados pola reacción entre un óxido básico e a auga, que se caracterizan por presentar o grupo oxidrilo (OH). Por exemplo, o hidróxido de sodio, ou sosa cáustica.
• Oxoácidos, compostos obtidos pola reacción dun óxido ácido e auga. As súas moléculas están formadas por hidróxeno, un non metal e osíxeno. Por exemplo, ácido clórico.
• Sales binarias, compostos formados por un hidrácido máis un hidróxido. Por exemplo, o cloruro de sodio.
• Oxisales, formadas pola reacción dun oxoácido e un hidróxido, por exemplo o hipoclorito de sodio (a lixivia).

Natureza dos compostos químicos

Enlaces

Artigo principal: Enlace químico.

Os átomos na molécula non poden permanecer unidos sen enlaces. Existen dous tipos de enlaces: o covalente entre átomos (un exemplo é a auga, que está unida mediante un enlace covalente polar) e o enlace iónico, entre ións (por exemplo o cloruro de sodio).

Hai algunhas excepcións á definición anterior. Algúns compostos cristalinos poden ser tratados como compostos químicos facéndoos variar de acordo á presenza ou non de elementos na estrutura cristalina. Ademais non todas as moléculas son compostos. Unha molécula diatómica de hidróxeno, representado por H2, é homonuclear, é dicir, ten átomos dun só elemento.

Comparación entre mesturas e compostos

Os compostos teñen diferentes propiedades físicas e químicas, que veñen dos seus elementos constituíntes. Este é un dos criterios principais para distinguir un composto dunha mestura de elementos ou substancias. As propiedades das mesturas son xeralmente similares ou relacionadas ás propiedades dos seus constituíntes.

Outro criterio é que os constituíntes dunha mestura poden separarse usualmente dun xeito simple. Pola contra os compostos son moi difíciles de separar, necesítanse de procesos físicos para iso. Polo tanto cando un composto está formado polos seus constituíntes, un cambio químico toma lugar a través das súas reaccións químicas. As mesturas poden separarse por si soas.

Fórmula

Artigo principal: Fórmula química.

Os químicos describen os compostos usando os símbolos químicos dos átomos enlazados. A orde destes nos compostos inorgánicos vai desde o máis electronegativo á dereita. Por exemplo no NaCl, o cloro, que é máis electronegativo que o sodio, vai na parte dereita. Para os compostos orgánicos existen outras regras.

Véxase tamén

Outros artigos

• Enlace químico.
• Enlace covalente.
• Enlace iónico.
• Electronegatividade.
• Composto orgánico.
• Composto inorgánico.