Fundamentos de Estequiometría: Composición y Reacciones Químicas

Estequiometría

En la naturaleza existen 92 elementos que, al combinarse entre sí, forman los compuestos de los que está hecha toda la materia: el agua, el acero, la madera, el plástico, la gasolina, etcétera.

Simbología Química

Para no escribir los nombres completos de los elementos, se acordó representarlos con símbolos sencillos de recordar. Se decidió utilizar la primera letra del nombre del elemento (en mayúscula) y, cuando existieran dos o más elementos con la misma inicial, agregar la segunda letra del nombre (en minúscula) para diferenciarlos entre sí.

El símbolo que representa al hidrógeno es H, y el que representa al helio es He. Como esta simbología se inventó hace muchos años, cuando los científicos hablaban en latín, algunos de los símbolos no corresponden a los nombres de los elementos en español. Por ejemplo, el sodio se llamaba natrium en latín, por eso su símbolo es Na; la plata se llamaba argentum y su símbolo es Ag.

Formación de Compuestos

Los elementos se combinan siempre en la misma proporción al formar moléculas de un mismo material. Por ejemplo:

• La molécula de agua (H₂O) tiene 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxígeno.
• La de sal (NaCl) tiene 1 átomo de sodio y 1 de cloro.
• La de bicarbonato (NaHCO₃) tiene 1 átomo de sodio, 1 átomo de hidrógeno, 1 átomo de carbono y 3 átomos de oxígeno.

No son posibles todas las combinaciones entre todos los elementos: existen leyes que explican la formación de compuestos en unos casos y la imposibilidad de que se formen en otros.

Reacciones Químicas y Relaciones Estequiométricas

Como los químicos aprenden a combinar los diversos elementos entre sí, se inventaron conceptos que permitieran describir dichas relaciones. Uno de los conceptos más importantes es la reacción química, que muestra las sustancias que reaccionan entre sí (reactivos) y las que se forman (productos); los reactivos y los productos se escriben separados por una flecha que significa “se transforman en”.

Por ejemplo, para indicar que el magnesio (un átomo) y el cloro (una molécula que contiene dos átomos) al combinarse se transforman en cloruro de magnesio, escribimos: Mg + Cl₂ → MgCl₂. Vemos que en la reacción no se escriben solo los símbolos, sino también el número de átomos con los que participa cada elemento, es decir, su relación estequiométrica.

Por ejemplo, 1 átomo de aluminio unido a 3 átomos de bromo se debe escribir como: AlBr₃, y la relación estequiométrica entre Al : Br es 1:3.

Parece como si la representación escrita de las fórmulas y las relaciones químicas expresara que reacciona un solo átomo y se forma una sola molécula; cuando, en realidad, las reacciones ocurren siempre entre un número extraordinariamente grande de átomos y se forma, igualmente, un número grande de moléculas.