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Compuesto químico



Un compuesto químico es una sustancia formada por la combinación química de dos o más elementos de la tabla periódica.[1]​ Los compuestos son representados por una fórmula química. Por ejemplo, el agua (H2O) está constituida por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Los elementos de un compuesto no se pueden dividir ni separar por procesos físicos (decantación, filtración, destilación), sino solo mediante procesos químicos.

Los compuestos están formados por moléculas o iones con enlaces estables que no obedece a una selección humana arbitraria. Por lo tanto, no son mezclas o aleaciones como el bronce o el chocolate.[2][3]​ Un elemento químico unido a un elemento químico idéntico no es un compuesto químico, ya que solo está involucrado un elemento, no dos elementos diferentes.

Hay cuatro tipos de compuestos, dependiendo de cómo se mantienen unidos los átomos constituyentes:

Muchos compuestos químicos tienen un identificador numérico único asignado por el Chemical Abstracts Service (CAS): su número CAS .

En química inorgánica los compuestos se representan mediante fórmulas químicas.[4]​ Una fórmula química es una forma de expresar información sobre las proporciones de los átomos que constituyen un compuesto químico en particular, utilizando las abreviaturas normalizadas de los elementos químicos y subíndices para indicar el número de átomos involucrados. Por ejemplo, el agua se compone de dos átomos de hidrógeno unidos a uno de oxígeno átomo: la fórmula química es H2O. En el caso de compuestos no estequiométricos, las proporciones pueden ser reproducibles con respecto a su preparación y dar proporciones fijas de sus elementos componentes, pero proporciones que no son integrales [por ejemplo, para el hidruro de paladio, PdH x (0.02 <x <0.58 )].[5]​​

El orden de los elementos en la fórmula de los compuestos inorgánicos comienza por la izquierda con el elemento menos electronegativo, hasta la derecha con el más electronegativo. Por ejemplo en el NaCl, el cloro que es más electronegativo que el sodio va en la parte derecha.[6]​ Para los compuestos orgánicos existen otras varias reglas y se utilizan fórmulas esqueletales o semidesarrolladas para su representación.

Cualquier sustancia que consista en dos o más tipos diferentes de átomos (elementos químicos) en una proporción estequiométrica fija puede denominarse compuesto químico. El concepto se entiende mejor cuando se consideran sustancias químicas puras.[7][8][9]​ ​ De la composición de proporciones fijas de dos o más tipos de átomos se desprende que los compuestos químicos se pueden convertir, mediante una reacción química, en compuestos o sustancias, cada uno con menos átomos.

Los compuestos químicos tienen una estructura química única y definida que se mantiene unida en una disposición espacial definida por enlaces químicos. Los compuestos químicos pueden ser compuestos moleculares, mantenidos juntos por enlaces covalentes, salesmantenidas entre sí por enlaces iónicos, compuestos intermetálicos mantenidos juntos por enlaces metálicos, o el subconjunto de complejos químicos que se mantienen unidos por enlaces covalentes coordinados .[10]​​ Los elementos químicos puros generalmente no se consideran compuestos químicos, ya que no cumplen con el requisito de dos o más átomos, aunque a menudo consisten en moléculas compuestas de múltiples átomos (como en la molécula diatómica H2, o la molécula poliatómica S8, etc.)[10]​ Muchos compuestos químicos tienen un identificador numérico único asignado por el Chemical Abstracts Service (CAS): su número CAS .

Hay nomenclatura variable y a veces inconsistente para diferenciar sustancias, que incluyen ejemplos verdaderamente no estequiométricos de los compuestos químicos, que requieren que las proporciones sean fijas. Muchas sustancias químicas sólidas, por ejemplo muchos minerales de silicato, no tienen fórmulas simples que reflejen el enclace químico de los elementos entre sí en proporciones fijas; aun así, estas sustancias cristalinas a menudo se denominan "compuestos no estequiométricos". Se puede argumentar que están relacionados con dichos prouctos, en lugar de ser compuestos químicos propiamente dichos, en la medida en que la variabilidad en sus composiciones a menudo se debe a la presencia de elementos extraños atrapados dentro de la estructura cristalina de un compuesto químico verdadero, o debido a perturbaciones en su estructura en relación con el compuesto conocido que surge debido a un exceso o déficit de los elementos constituyentes en lugares de su estructura; tales sustancias no estequiométricas forman la mayor parte de la corteza y el manto de la Tierra. Otros compuestos considerados químicamente idénticos pueden tener cantidades variables de isótopos pesados o ligeros de los elementos constituyentes, lo que cambia ligeramente la proporción en masa de los elementos.

Atendiendo al tipo de enlace químico, se pueden dividir en:

Por su composición, se pueden dividir en dos grandes grupos:[11]

Los compuestos se mantienen unidos por medio de diferentes tipos de enlaces y fuerzas. Las diferencias entre los tipos de enlaces de los compuestos dependen del tipo de elemento presente en el compuesto.

Las fuerzas de dispersión de London son las fuerza más débiles entre las fuerzas intermoleculares. Son fuerzas de atracción temporales que se forman cuando los electrones en dos átomos adyacentes se colocan de manera que crean un dipolo temporal. Además, estas fuerzas son responsables de la condensación de sustancias no polares en líquidos y posterior congelación a un estado sólido dependiendo de la temperatura del ambiente.[15]

Un enlace covalente, también conocido como enlace molecular, implica el intercambio de electrones entre dos átomos. Principalmente, este tipo de enlace se produce entre elementos que aparecen uno cerca del otro en la tabla periódica de elementos, aunque se observa entre algunos metales y no metales. Esto se debe al mecanismo de este tipo de enlace. Los elementos cercanos en la tabla periódica tienden a tener electronegatividades similares, lo que significa que tienen una afinidad similar por los electrones. Como ninguno de los elementos tiene una afinidad más fuerte para donar o ganar electrones, hace que los elementos compartan electrones de manera que ambos elementos tengan un octeto más estable.

El enlace iónico se produce cuando los electrones de valencia se transfieren completamente entre los elementos. Al contrario que el covalente, este enlace químico crea dos iones de carga opuesta. Los metales en enlaces iónicos generalmente pierden sus electrones de valencia, convirtiéndose en cationes, cargados positivamente. El no metal ganará los electrones del metal, haciendo que el no metal sea un anión, es decir, cargado negativamente. Es decir, los enlaces iónicos se producen entre un donador de electrones, generalmente un metal, y un aceptor de electrones, que tiende a ser un no metal.[16]

El enlace de hidrógeno se produce cuando un átomo de hidrógeno unido a un átomo electronegativo forma una conexión electrostática con otro átomo electronegativo a través de dipolos o cargas que interactúan.[17][18][19]

Un compuesto se puede convertir en una composición química diferente (productos) mediante la interacción con un segundo compuesto químico (reactivos) a través de una reacción química. En este proceso, los enlaces entre los átomos se rompen en ambos compuestos que interactúan, y luego los enlaces se reforman para que obtener nuevas asociaciones entre los mismos átomos. Esquemáticamente, esta reacción podría describirse como AB + CD → AD + CB, donde A, B, C y D son cada uno átomos únicos; y AB, AD, CD y CB son cada uno compuestos únicos.


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