¿Qué es la fórmula estructural?

La fórmula estructural de un compuesto químico es una representación visual que muestra cómo se unen los átomos en ese compuesto. A menudo es más útil que la fórmula molecular, que indica los átomos y sus cantidades, pero no su disposición en el espacio. Por ejemplo, la fórmula molecular del agua, H2O, muestra que hay dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O) en la molécula, pero no muestra cómo están dispuestos o unidos. Existen varios tipos diferentes de fórmula estructural, incluido el diagrama de puntos de electrones, la fórmula estructural de enlace lineal, la fórmula estructural condensada y la fórmula estructural esquelética.

Los átomos a menudo se unen entre sí al compartir un par de electrones, formando un enlace covalente. También pueden formar un doble enlace, en el que se comparten cuatro electrones en lugar de dos. En algunos casos, no todos los electrones se comparten en enlaces entre átomos en un compuesto. Tales pares sueltos de electrones se llaman pares solitarios. La fórmula estructural de un compuesto químico representa visualmente cada uno de estos componentes diferentes a través de un sistema de puntos o líneas.

En un diagrama de puntos electrónicos, todos los electrones externos o de valencia disponibles para la unión están representados por puntos alrededor del símbolo químico del átomo. Un átomo de oxígeno tiene seis electrones en su capa de valencia, por lo que estaría representado por una O rodeada por seis puntos: dos en la parte superior e inferior, y uno en cada lado. Cuando el oxígeno se une con dos moléculas de hidrógeno para formar agua, los electrones del hidrógeno se comparten en enlaces covalentes. Dado que cada hidrógeno tiene un electrón de valencia, el nuevo diagrama de puntos de electrones aparece como una O central rodeada por ocho puntos, dos en cada uno de los cuatro lados y una H a la izquierda y a la derecha, lo que significa que estos átomos están unidos covalentemente.

Una fórmula estructural de enlace de línea reemplaza los enlaces covalentes con líneas rectas y los enlaces dobles con un conjunto de líneas paralelas. La fórmula del enlace lineal del agua aparecería como H-O-H, con los pares de electrones solitarios representados por puntos, dos arriba y dos debajo de la O. Este tipo de fórmula también se llama estructura de Lewis. A veces, los pares solitarios se omiten del diagrama de enlace de línea por conveniencia.

Las fórmulas estructurales condensadas son útiles para moléculas complicadas que ocuparían demasiado espacio si se mostraran todos los enlaces. En este tipo de fórmula, ciertos átomos se agrupan y solo se dibujan los enlaces esenciales. Dado que los átomos se unen de manera predecible en función de sus electrones de valencia, se pueden omitir ciertos enlaces al describir la estructura de la molécula.

La fórmula esquelética va un paso más allá y omite todos los átomos de carbono e hidrógeno, mostrando solo los símbolos químicos de otros grupos unidos por una línea a una estructura de línea en zigzag. Este tipo de fórmula a menudo es conveniente en la química orgánica, donde las moléculas que contienen cadenas repetitivas de átomos de carbono e hidrógeno son comunes. En una fórmula esquelética, cada carbono está representado por un ángulo en la línea. Si dos líneas se ramifican desde ese ángulo, se supone que dos átomos de hidrógeno están unidos al carbono. El extremo en blanco de la línea indica un carbono unido a tres átomos de hidrógeno.