Composto químico

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Um composto químico é qualquer substância que consiste em dois ou mais elementos químicos sempre associados com um outro na mesma proporção, e que possui certas propriedades que resultam dessa associação que definem e o distinguem de outras substâncias.

Um composto é um exemplo de uma substância química. (O outro é o elemento químico.)

Tipos

Dois tipos de compostos químicos são conhecidos da química. Eles são compostos moleculares e compostos iônicos.

Íon

Um composto iônico é qualquer substância que existe apenas como um cristal composta por dois ou mais íons, quando não dissolvidos. Sal comum (cloreto de sódio) é o composto iônico clássico. Como forma de um sólido puro, o sal é constituído por íons de sódio e íons de cloreto firmemente associada em uma estrutura de cristal. Quando o sal se dissolve, esses íons se dissociam e se tornam meramente tanto íons de sódio quanto íons de cloreto nadando em um mar de qualquer que seja o solvente usado. Nenhuma coisa como "uma molécula de sal" pode jamais se dito existir.

Compostos iônicos geralmente dissolvem apenas em solventes polares (veja abaixo).

Molécula

Em contraste, a unidade de base de um composto molecular é a molécula--um objeto que contém dois ou mais átomos unidos entre si por ligações covalentes. Uma molécula é a menor das partículas de um composto que mantém as propriedades únicas definindo esse composto. Uma molécula nunca se dissocia quando dissolve--ou se isso acontecer, ela pode ser transformada em um íon poliatômico dando-se um átomo de hidrogênio. (Os ácidos fracos orgânicos geralmente se comportam desta forma.)

As moléculas podem ser tanto polares quanto apolares. Moléculas polares têm uma distribuição desigual de carga elétrica entre seus átomos, dando-lhes "lados" distintos, positivos e negativos. (A carga de cada "lado" de uma molécula polar quase nunca é igual à carga total de um, digamos, um único próton ou elétron. Se assim fosse, então a partícula seria um íon.) Moléculas apolares distribuem os seus elétrons de maneira uniforme e, assim, não tem carga parcialmente negativa ou parcialmente positiva sobre qualquer aspecto delas.

De um modo geral, solutos polares se dissolvem em solventes polares e solutos não polares se dissolvem em solventes não polares. Compostos iónicos (ver em cima) tipicamente se dissolvem apenas em solventes polares.

Compostos moleculares também são orgânicos ou inorgânicos. Os compostos orgânicos contêm carbono, compostos inorgânicos não. Íons poliatômicos também podem ser orgânicos ou inorgânicos--embora um íon poliatômico orgânico é normalmente um ácido orgânico fraco dissociado da forma R-COOH, onde R é o reto, ou resíduo, da molécula.

Descritores de compostos

Fórmula química

A fórmula química de qualquer composto (iónico ou molecular) é uma lista dos símbolos químicos dos seus elementos constituintes, com índices para descrever a sua relação, ou então um perfil um pouco mais complexo, ou mesmo um desenho destinado a descrever não apenas a razão dos elementos constituintes, mas também a sua disposição. Um composto químico pode ter até três tipos de fórmulas.

Fórmula simples

A fórmula simples simplesmente lista os elementos em forma simbólica, com índices para descrever a sua proporção. Por exemplo, a água consiste em duas partes de hidrogênio e uma parte de oxigênio. A sua fórmula simples é, portanto, H2O, a daquela do soluto básico de vinagre doméstico comum (ácido acético) é C2H4O2, e a do sal comum é NaCl. Se descreve geralmente um composto iónico apenas por uma fórmula simples, embora existam exceções.

Fórmula gráfica

A fórmula gráfica é uma lista de uma linha dos elementos destinados a mostrar a orientação física dos átomos constituintes de uma outra. Por exemplo, a fórmula gráfica da água é HOH. A partir desta renderização, pode-se ver facilmente que a molécula de água tem um átomo de hidrogênio de um ou outro lado de um átomo de oxigênio. (Esta é uma ligeira simplificação). A fórmula gráfica do ácido acético é CH3COOH, e a partir desta fórmula se consegue imaginar uma molécula de ácido acético como consistindo de um átomo de carbono, com os três átomos de hidrogênio ligados a ele, e também ligado a outro átomo de carbono que, por sua vez, tem dois átomos de oxigênio ligados a ele, um dos quais possui um átomo de hidrogênio ligado no seu outro lado.

Fórmula estrutural

Fórmula estrutural do trifosfato de adenosina.

A fórmula estrutural é um diagrama molecular bidimensional frequentemente elaborado mostrando a relação dos vários átomos um com o outro. A fórmula estrutural para a água seria H-O-H se alguém habitualmente utilizasse uma fórmula estrutural para descrever água.

O tipo mais elaborado de fórmula estrutural mencionaria cada átomo na molécula, incluindo o hidrogênio.
Fórmula estrutural para o ácido acético.
Mas fórmulas estruturais comumente usadas para compostos orgânicos tipicamente deixam de fora todos os átomos de hidrogênio ligados a carbono (e assumir que os átomos de hidrogênio estão ligados a quaisquer posições vagas sobre quaisquer átomos de carbono), e representam os átomos de carbono como cantos em um desenho angular da espinha dorsal da molécula. Assim, a fórmula estrutural simplificada para o ácido acético pode parecer a que está à esquerda.

Aqui, assume-se que um átomo de carbono reside no final da espinha dorsal e, no centro, com três átomos de hidrogênio ocupando os espaços vazios sobre o átomo de carbono no final.

Os compostos orgânicos que têm fórmulas gráficas e estruturais, tais fórmulas são geralmente desnecessárias para a descrição dos compostos inorgânicos.

SMILES

O SMILES, do inglês simplified molecular input line entry specification é uma especificação de uma linha de uma fórmula estrutural, que não necessita de quaisquer tipos de dados especiais ou desenhos. Para mais detalhes, veja o artigo principal vinculado. A SMILES para o dióxido de carbono é O=C=O, e a do ácido acético é CC(=O)O. A SMILES para o cloreto de sódio é [Na+].[Cl-], uma forma que enfatiza o caráter deste composto como um cristal ou outro emparelhamento de íons desconectados.

Massa molecular

A massa molecular de qualquer composto (molécula ou íon) é igual à soma das massas atômicas dos seus elementos constituintes. Se o composto é um íon, então o termo fórmula da massa pode descrever adequadamente mais esta quantidade.

Modelo molecular

Modelo de espaço de preenchimento do ácido nítrico

Um modelo molecular é um modelo físico que representa as relações espaciais 3-dimensionais de átomos em íons ou compostos. A modelagem molecular também é utilizada para descrever os processos químicos. Um dos modelos moleculares mais comuns é chamado o modelo da bola-e-vara onde átomos são representados por esferas de cores diferentes. Com estes modelos, o conceito de ligação química como uma ligação direta entre os átomos podem ser modelados, ligando bolas (átomos) com paus / varas (ligações).[1]Modelos de preenchimento de espaço são semelhantes aos modelos bola-e-vara, mas os átomos são representados por esferas cujos raios são proporcionais aos raios dos átomos e cujas distâncias centro-a-centro são proporcionais às distâncias entre os núcleos atómicos (ver imagem à direita).[2]

Informações adicionais

Referências

  1. Molecular Model Wikipedia, Acessado em 21 de fevereiro, 2013.
  2. Space-filling model Wikipedia, Acessado em 21 de fevereiro, 2013.