3.1: Compuestos moleculares

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Resultados de aprendizaje

Describir tipos de elementos que forman enlaces covalentes.
Explicar cómo se forma un enlace covalente.
Distinguir entre compuestos iónicos y moleculares.
Conocer el significado de los prefijos utilizados en la denominación de compuestos moleculares.
Distinguir entre moléculas y compuestos.

Agua y diamantes - dos materiales muy diferentes. El agua se puede encontrar en casi todas partes. Está en lagos, arroyos, ríos y océanos. Obtenemos agua del cielo cuando llueve. Los diamantes, por otro lado, son muy raros. Solo se encuentran en unos pocos lugares de la tierra y deben ser minados para estar disponibles. Las principales minas de diamantes se encuentran en varios países africanos, Australia y Rusia. Estados Unidos tiene varias fuentes subterráneas de diamantes en Alaska, Colorado, Minnesota, Montana y Wyoming, pero la única mina estadounidense “activa” es la mina Crater of Diamonds en un parque estatal cerca de Murfreesboro, Arkansas. Por una pequeña cuota, los visitantes pueden excavar en busca de diamantes. Sin embargo, no te harás rico visitando, solo se encuentran unos pocos cientos de quilates de diamantes de baja calidad cada año.

Los dos materiales sí tienen al menos una cosa en común. Los átomos en los materiales se mantienen unidos por enlaces covalentes. Estos enlaces consisten en electrones compartidos entre dos o más átomos. A diferencia de los enlaces iónicos, donde los electrones son perdidos o ganados por un átomo para formar iones cargados, los electrones en compuestos covalentes se comparten entre los dos átomos, dando lugar a propiedades que son bastante diferentes a las que se ven en los materiales iónicos.

Compuestos Moleculares

Los compuestos moleculares son compuestos químicos que toman la forma de moléculas discretas. Los ejemplos incluyen sustancias tan familiares como el agua\(\left( \ce{H_2O} \right)\) y el dióxido de carbono\(\left( \ce{CO_2} \right)\) (Figura\(\PageIndex{1}\)). Estos compuestos son muy diferentes de los compuestos iónicos como el cloruro de sodio\(\left( \ce{NaCl} \right)\). Los compuestos iónicos se forman cuando los átomos metálicos pierden uno o más de sus electrones a átomos no metálicos. Los cationes y aniones resultantes son atraídos electrostáticamente entre sí.

Entonces, ¿qué mantiene unidos los átomos de una molécula? En lugar de formar iones, los átomos de una molécula comparten sus electrones de valencia de tal manera que se forma un enlace entre pares de átomos. En una molécula de dióxido de carbono, hay dos de estos enlaces, cada uno ocurre entre el átomo de carbono y uno de los dos átomos de oxígeno.

Figura\(\PageIndex{1}\): Las moléculas de dióxido de carbono consisten en un átomo de carbono central unido a dos átomos de oxígeno.

Nombres de compuestos moleculares binarios

Recordemos que una fórmula molecular muestra el número de átomos de cada elemento que contiene una molécula. Una molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, por lo que su fórmula es\(\ce{H_2O}\). Una molécula de octano, que es un componente de la gasolina, contiene ocho átomos de carbono y dieciocho átomos de hidrógeno. La fórmula molecular del octano es\(\ce{C_8H_{18}}\).

Un compuesto molecular binario es un compuesto molecular que se compone de dos elementos. En general, los elementos que se combinan para formar compuestos moleculares binarios son ambos no metales. Esto contrasta con los compuestos iónicos, que implican enlaces entre cationes metálicos y aniones no metálicos. Una diferencia entre los compuestos iónicos y moleculares es que dos átomos no metálicos se combinarán frecuentemente entre sí en una variedad de proporciones. Considera los elementos nitrógeno y oxígeno. Se combinan para hacer varios compuestos binarios, incluyendo\(\ce{NO}\),\(\ce{NO_2}\), (ver figura abajo), y\(\ce{N_2O}\). ¡Obviamente no se les puede llamar a todos óxido de nitrógeno! ¿Cómo sabría alguien de cuál estabas hablando? Cada uno de los tres compuestos tiene propiedades y reactividad muy diferentes. Es necesario un sistema para distinguir entre compuestos como estos.

Figura\(\PageIndex{2}\):\(\ce{NO_2}\) (izquierda) es un gas tóxico de color marrón rojizo que es un contaminante del aire prominente producido por los motores de combustión interna. Se convierte a\(\ce{N_2O}\) (derecha) a bajas temperaturas.

Los prefijos se utilizan en los nombres de compuestos moleculares binarios para identificar el número de átomos de cada elemento. Aunque no cubriremos reglas de nomenclatura para compuestos moleculares deberías estar familiarizado con los prefijos utilizados en sus nombres. A continuación se enumeran (véase la tabla a continuación) se encuentran los prefijos de hasta diez.

Tabla\(\PageIndex{1}\): Prefijos numéricos
Número de átomos	Prefijo
1	mono
2	di-
3	tri-
4	tetra
5	penta-
6	hexa-
7	hepta
8	octa
9	nona-
10	deca-

A continuación se enumeran algunos ejemplos de compuestos moleculares (ver tabla a continuación). Anote el uso de prefijos en sus nombres.

Tabla\(\PageIndex{2}\): Ejemplos de Compuestos Moleculares
Fórmula	Nombre
\(\ce{NO}\)	monóxido de nitrógeno
\(\ce{N_2O}\)	monóxido de dinitrógeno
\(\ce{S_2Cl_2}\)	dicloruro de disulfur
\(\ce{Cl_2O_7}\)	heptoxido de diclorina

Colaboradores y Atribuciones

CK-12 Foundation by Sharon Bewick, Richard Parsons, Therese Forsythe, Shonna Robinson, and Jean Dupon.
Allison Soult, Ph.D. (Department of Chemistry, University of Kentucky)