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Química de bachillerato beta
Curso: Química de bachillerato beta > Unidad 1
Lección 2: La tabla periódica y las propiedades de los elementos- Comprender: La tabla periódica y las propiedades de los elementos
- Grupos de la tabla periódica
- Configuración electrónica de iones
- Fórmulas empíricas y compuestos iónicos
- Ejemplo resuelto: Escribiendo fórmulas empíricas para compuestos iónicos
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Ejemplo resuelto: Escribiendo fórmulas empíricas para compuestos iónicos
Para escribir la fórmula empírica para un compuesto iónico, podemos usar la tabla periódica para identificar al catión metálico y al anión no metálico, y escribir sus símbolos y cargas. Después determinamos la relación de cada elemento para asegurar una carga total de cero. Creado por Sal Khan.
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Transcripción del video
Tratemos de obtener la fórmula empírica para
algunos compuestos iónicos más complejos. Digamos que estamos pensando en óxido de hierro,
en realidad esta es una imagen de óxido de hierro, no es un óxido de hierro cualquiera, es óxido de
hierro 3. Sabemos que será un compuesto iónico porque se forma entre un metal, el hierro, y un
no metal, el oxígeno. Ahora, cuando hablamos de compuestos iónicos formados con lo que a menudo
se conoce como metales de transición -que son estos metales que tenemos aquí, y podemos ver
que el hierro está justo aquí-, pueden perder un número distinto de electrones; algunas veces a
esto se le denomina estado de oxidación. Entonces, estos números romanos nos dicen esencialmente
cuántos electrones han perdido. Otra forma de verlo es que podemos pensar que esta es su carga:
si un átomo de hierro neutro pierde 3 electrones, entonces tendrá una carga 3 positiva. Ahora, esto
nos dice que es un óxido, es decir, un compuesto iónico que se forma con una versión iónica de
oxígeno. Si observamos el oxígeno que tenemos aquí, vemos que tiene 8 electrones en total,
pero en esa segunda capa tiene 6 electrones, 6 electrones de valencia; quiere llegar a 8, por
lo que normalmente el oxígeno tomará 2 electrones de otro elemento. De modo que cuando se trata
de óxidos, normalmente tiene que ver con que el oxígeno toma 2 electrones de otro elemento,
es decir, tiene una carga negativa de 2. Ahora sabemos que estas dos cosas deben combinarse de
manera que todo el compuesto iónico tenga una carga neutra, así que ¿cómo puede suceder
eso? Bueno, pensémoslo de esta manera: si tenemos 2 hierros y 3 oxígenos, entonces las
cargas se cancelan. Déjenme escribir eso. Si tenemos 2 hierros y 3 oxígenos, la carga total del
hierro va a ser 2 x 3 positivo, que es 6 positivo, y la carga total de los oxígenos va a ser igual
a 3 x 2 negativo, que es igual a 6 negativo; así que tenemos 6 positivo y 6 negativo, termina
siendo neutral. Pero ahora podrías preguntar: "¿Cómo te diste cuenta de eso?" Bueno, podríamos
decir que con un poco de intuición, pero también existe algo conocido como Técnica de cruce, que en
realidad sólo consiste en que si tenemos este tipo de situación, donde sabemos que el hierro 3 tiene
una carga positiva de 3 y el oxígeno normalmente tiene una carga negativa de 2 o una carga 2
negativa, bueno, entonces podemos intercambiar las cargas. De modo que si el oxígeno tiene una
carga negativa de 2 entonces tendremos 2 hierros, y el hierro tiene una carga positiva de 3, o
3 positivo, entonces vamos a tener 3 oxígenos. A esto a menudo se le llama Truco cruzado, pero
quiero que entiendan la razón por la que funciona: 1 sólo hierro y 1 sólo oxígeno no se cancelarán,
pero si tenemos 2 hierros tenemos una carga positiva de 6 y necesitamos 3 oxígenos para
contrarrestar eso, para obtener óxido de hierro 3 neutro. Hagamos otro ejemplo. Digamos
que aquí tenemos óxido de calcio. Una vez más, ¿qué tipo de ión tiende a formar el calcio? Bueno,
vemos el calcio justo aquí y a todos los elementos de esta segunda columna les es más fácil llegar a
una capa externa completa perdiendo 2 electrones, por lo que al perder 2 electrones el ión calcio
normalmente tendrá una carga positiva de 2. Ya hemos hablado de óxidos, que normalmente tendrán
una carga negativa de 2. Ahora, si aplicamos automáticamente la Técnica del cruce, diríamos
"Está bien, tenemos una carga negativa de 2 para el oxígeno", así que pondremos 2 calcios aquí
y luego una carga positiva de 2 para el calcio, así que pondremos 2 oxígenos aquí. Podríamos
decir que tal vez esa sea la fórmula empírica, pero queremos que la fórmula empírica sea lo
más simple posible, así que vemos que ambos son divisibles entre 2. Podemos usar el método
que aprendimos en la secundaria para reducir fracciones, podríamos dividir ambos entre 2 para
obtener óxido de calcio, como este, que es la fórmula empírica real del óxido de calcio. Ahora,
a mi cerebro no le gusta hacer el Truco del cruce, porque al hacerlo en realidad no estamos pensando
en lo que está pasando. Lo que me gusta decir es "Bueno, tenemos calcio, oxígeno, 2 positivo, 2
negativo, automáticamente podemos cancelar ambas cargas y obtendríamos directamente el óxido de
calcio". Ahora, lo último que enfatizaré es que los elementos que están en una misma columna en
la tabla periódica a menudo se pueden intercambiar en estos compuestos iónicos. Por ejemplo, existe
óxido de calcio, pero el sulfuro de calcio también es otro compuesto iónico, y el azufre, debido a
que está en la misma columna de la tabla periódica que el oxígeno, también tiende a formar un ion
negativo con una carga negativa de 2; de modo que la fórmula empírica para el sulfuro de calcio, muy
similar al del óxido de calcio, va a ser CA, y por cada calcio tienes 1 azufre, 2 cargas positivas
o una carga positiva de 2 y una carga negativa de 2 justo aquí. Asimismo, tenemos cloruro de sodio,
cloruro de sodio, y también podemos tener fluoruro de sodio o podríamos tener fluoruro de litio
o cloruro de litio y podemos seguir y seguir.