QUÍMICA · COMPOSICIÓN Y REACTIVIDAD
El agua, el helio y el cloruro de sodio son sustancias químicas. Un asiento de plástico es un objeto que puede contener un polímero y varios aditivos. Distinguir estas situaciones ayuda a leer fórmulas y a entender qué puede reaccionar.
Los ejemplos reúnen ácidos, bases, sales, gases y materiales poliméricos. Cada caso explica qué representa su nombre y qué límites tiene su descripción: una baja reactividad en ciertas condiciones no significa que algo nunca pueda reaccionar.
Las fórmulas de las sales indican proporciones entre iones. En los polímeros se muestran unidades repetitivas o grupos característicos, que no describen por sí solos toda la composición de un objeto.
EJEMPLO 01
H₂SO₄ · Compuesto
Contiene hidrógeno, azufre y oxígeno. En agua puede ceder protones en dos etapas; la segunda no tiene la misma extensión que la primera.
Su comportamiento depende del medio y la concentración. «Ácido» no significa que cada molécula libere siempre todos sus hidrógenos.
EJEMPLO 02
HCl · Compuesto
HCl identifica el cloruro de hidrógeno. Se llama ácido clorhídrico a su disolución acuosa, en la que predomina su ionización.
El compuesto y la disolución no son lo mismo: una botella de ácido clorhídrico contiene también agua. Escribir HCl(ac) señala el medio acuoso.
EJEMPLO 03
HNO₃ · Compuesto
Es un oxiácido que en agua actúa como ácido fuerte. Puede neutralizar una base: HNO₃(ac) + KOH(ac) → KNO₃(ac) + H₂O(l).
La ecuación representa proporciones y productos; no clasifica todas sus posibles reacciones. Reactividad, fuerza ácida y concentración son conceptos distintos.
EJEMPLO 04
H₂S · Compuesto
El nombre ácido sulfhídrico se utiliza para la disolución acuosa de H₂S. Es un ácido débil: su primera ionización en agua es parcial.
La palabra «débil» describe un equilibrio ácido-base. No permite concluir que una sustancia sea inocua o incapaz de intervenir en otras reacciones.
EJEMPLO 05
HClO₄ · Compuesto
Su fórmula contiene un hidrógeno, un cloro y cuatro oxígenos. En agua es un ácido fuerte; el anión asociado es ClO₄⁻, llamado perclorato.
No debe confundirse con HCl ni con HClO₃. Para identificar una muestra hacen falta nombre, composición y, si es una disolución, concentración.
EJEMPLO 06
NaOH · Compuesto iónico
El sólido contiene Na⁺ y OH⁻ en proporción 1:1. En una disolución acuosa, sus iones pueden participar en una neutralización.
La ecuación iónica H₃O⁺(ac) + OH⁻(ac) → 2 H₂O(l) muestra el cambio ácido-base. Na⁺ puede actuar como ion espectador en esa reacción.
EJEMPLO 07
KOH · Compuesto iónico
Contiene K⁺ y OH⁻. Comparte el anión hidróxido con NaOH, pero es otra sustancia porque cambia el catión.
Las disoluciones de ambos pueden ser básicas. Eso no convierte sus fórmulas, masas molares o muestras comerciales en idénticas.
EJEMPLO 08
Ca(OH)₂ · Compuesto iónico
Combina un Ca²⁺ con dos OH⁻. El subíndice fuera del paréntesis multiplica tanto al oxígeno como al hidrógeno.
Su solubilidad en agua es limitada. Una menor cantidad disuelta no equivale a que los iones OH⁻ sean una base más débil.
EJEMPLO 09
Mg(OH)₂ · Compuesto iónico
Es poco soluble en agua, pero puede reaccionar con un ácido. El sólido y sus disoluciones o suspensiones deben describirse por separado.
Mg(OH)₂(s) + 2 H⁺(ac) → Mg²⁺(ac) + 2 H₂O(l). Aquí H⁺ es la notación abreviada del protón hidratado en agua.
EJEMPLO 10
Al(OH)₃ · Compuesto anfótero
Puede reaccionar con ácidos y con bases en condiciones apropiadas. Ese doble comportamiento se llama anfoterismo.
En medio ácido: Al(OH)₃(s) + 3 H⁺(ac) → Al³⁺(ac) + 3 H₂O(l). En medio básico: Al(OH)₃(s) + OH⁻(ac) → [Al(OH)₄]⁻(ac), usando una representación simplificada de las especies hidratadas.
EJEMPLO 11
NaCl · Compuesto iónico
Su sólido es una red de Na⁺ y Cl⁻. La fórmula expresa una proporción, no una molécula aislada de dos átomos.
No reacciona de inmediato con cualquier sustancia. En agua, sus iones Cl⁻ pueden precipitar con Ag⁺: Ag⁺(ac) + Cl⁻(ac) → AgCl(s).
EJEMPLO 12
CaCl₂ · Compuesto iónico
Tiene dos Cl⁻ por cada Ca²⁺. Su carga total es cero: (+2) + 2 × (−1) = 0.
El compuesto anhidro y sus hidratos no tienen la misma composición. Disolver una sal y formar un precipitado son procesos que requieren describir el medio.
EJEMPLO 13
CaSO₄ · Compuesto iónico
Contiene Ca²⁺ y SO₄²⁻. Su disolución en agua es limitada y depende de las condiciones.
La fórmula CaSO₄ corresponde a la composición anhidra; el yeso contiene CaSO₄·2H₂O. El agua de cristalización forma parte de la composición del hidrato.
EJEMPLO 14
Na₃PO₄ · Compuesto iónico
Tres Na⁺ compensan un PO₄³⁻. Especificar «trisódico» permite distinguirlo de NaH₂PO₄ y Na₂HPO₄.
En agua, el fosfato puede aceptar un protón del agua y contribuir a una disolución básica. Una sal no tiene por qué producir una disolución de pH 7.
EJEMPLO 15
NaNO₃ · Compuesto iónico
Contiene Na⁺ y NO₃⁻ en proporción 1:1. Es una sal distinta del nitrito de sodio, NaNO₂, que tiene un oxígeno menos.
En ciertas reacciones acuosas, Na⁺ y NO₃⁻ son iones espectadores. Que no participen en ese cambio neto no significa que la sustancia sea incapaz de reaccionar en otras condiciones.
EJEMPLO 16
He · Sustancia simple
Es un gas noble monoatómico en condiciones ambientales ordinarias. Se representa como He, no como He₂.
Su baja reactividad permite ilustrar que una sustancia puede estar formada por átomos individuales, sin moléculas de varios átomos.
EJEMPLO 17
Ne · Sustancia simple
También es un gas noble monoatómico. Sus átomos tienen una capa electrónica externa completa y muestran muy baja reactividad ordinaria.
La emisión de luz en una descarga eléctrica no demuestra por sí sola que se haya formado un compuesto: también puede deberse a excitación electrónica.
EJEMPLO 18
Ar · Sustancia simple
Es un gas noble utilizado para proporcionar atmósferas de baja reactividad en determinados procesos.
«Inerte» describe su comportamiento bajo unas condiciones de trabajo; no es una garantía universal aplicable a cualquier temperatura, presión o sistema.
EJEMPLO 19
Kr · Sustancia simple
Es un gas noble, pero se conocen compuestos como KrF₂. Su baja reactividad habitual no equivale a imposibilidad absoluta de combinación.
En KrF₂ hay dos elementos; en una muestra de Kr solo hay kriptón.
EJEMPLO 20
Xe · Sustancia simple
Forma compuestos conocidos, como XeF₂ y XeF₄. Es un contraejemplo claro a la afirmación «los gases nobles nunca reaccionan».
La identidad de Xe se distingue de la de sus compuestos, aunque estos también contengan átomos de xenón.
EJEMPLO 21
[–CH₂–CHCl–]ₙ · Polímero
La representación muestra una unidad repetitiva, con composición C₂H₃Cl. El subíndice n indica que se repite muchas veces; no fija una única longitud de cadena.
Un objeto de PVC puede contener plastificantes, estabilizantes y pigmentos. No se debe confundir el nombre del polímero con la composición completa del objeto.
EJEMPLO 22
[–CH₂–CH₂–]ₙ · Polímero
Su unidad repetitiva tiene composición C₂H₄. La unión de unidades no conserva el doble enlace del monómero eteno.
La longitud de las cadenas y sus ramificaciones influyen en el material. Resistencia durante un uso concreto no significa que el polímero no pueda transformarse químicamente.
EJEMPLO 23
[–CH₂–CH(CH₃)–]ₙ · Polímero
Su unidad repetitiva contiene un grupo metilo lateral y tiene composición C₃H₆. No es otra forma de escribir polietileno.
La estructura y la organización de sus cadenas afectan a sus propiedades. El calor, la luz y el ambiente pueden limitar la vida de un material polimérico.
EJEMPLO 24
Enlaces éster en la cadena · Poliéster
Es un polímero empleado en fibras y envases. El nombre no significa que sea polietileno con un aditivo: su cadena contiene enlaces éster.
Esos enlaces pueden sufrir hidrólisis bajo condiciones adecuadas. La persistencia de un envase en el ambiente no prueba una ausencia absoluta de reactividad.
EJEMPLO 25
Grupos –NH–C(=O)–O– · Familia de polímeros
Comparten enlaces uretano, pero sus segmentos y su grado de entrecruzamiento pueden variar. El nombre abarca materiales con propiedades diferentes.
No hay una fórmula molecular única que describa todas las espumas, recubrimientos y elastómeros de esta familia. Tampoco una regla de resistencia química válida para todos.
EJEMPLO 26
N₂ · Sustancia simple molecular
Cada molécula tiene dos átomos del mismo elemento unidos por un enlace triple. Suele mostrar baja reactividad a temperatura ambiente frente a muchos materiales.
Puede reaccionar, por ejemplo, en la síntesis catalítica de amoniaco bajo condiciones industriales. Tener dos átomos no lo convierte en un compuesto de dos elementos.
EJEMPLO 27
[–CH₂–CH(C₆H₅)–]ₙ · Polímero
Su unidad repetitiva contiene un grupo fenilo y tiene composición C₈H₈. Puede formar materiales compactos o espumados.
El aspecto del objeto no determina la identidad de todas sus sustancias. La presencia de aire en una espuma tampoco significa que el gas sea parte de la fórmula de la cadena.
EJEMPLO 28
Unidad repetitiva C₅H₈ · Polímero
El componente polimérico principal del caucho natural es el cis-1,4-poliisopreno. La disposición de sus enlaces es importante para sus propiedades.
El caucho puede modificarse mediante entrecruzamiento, como en la vulcanización. Esto muestra que un polímero no es una cadena incapaz de experimentar cambios químicos.
EJEMPLO 29
Grupos –O–C(=O)–O– · Familia de polímeros
Sus cadenas incluyen grupos carbonato. Deben distinguirse de las sales inorgánicas llamadas carbonatos.
«Policarbonato» designa una familia: la estructura de los segmentos que unen esos grupos debe especificarse para describir un material concreto.
EJEMPLO 30
Familia de polímeros acrílicos · Polímeros
El nombre puede abarcar polímeros derivados de acrilatos; hay que precisar el tipo. No es lo mismo un polímero de un éster acrílico que el poliacrilato de sodio.
La composición, la ionización y el entrecruzamiento modifican su interacción con agua. No deben reunirse todos bajo una etiqueta de «totalmente inertes».
EJEMPLO 31
H₂O · Compuesto molecular
El agua pura tiene identidad química definida. El hielo, el agua líquida y el vapor siguen siendo H₂O: un cambio de fase no crea por sí solo otra sustancia.
El agua del grifo puede contener sales y gases disueltos. Una muestra transparente no es necesariamente una sustancia pura.
EJEMPLO 32
O₂ · Sustancia simple molecular
Cada molécula reúne dos átomos de oxígeno. A diferencia de He, es una sustancia simple formada por moléculas diatómicas.
Puede participar en oxidaciones. La rapidez de una reacción depende también de temperatura, contacto, concentración y otras condiciones; no basta con que haya oxígeno.
Una sustancia química tiene composición constante y una identidad caracterizada por las entidades que la forman: átomos, moléculas o unidades de fórmula. No necesita estar reaccionando para ser una sustancia. Definición de IUPAC.
| Tipo | Cómo reconocerlo | Ejemplo |
|---|---|---|
| Sustancia simple | Un solo elemento químico | He, N₂ u O₂ |
| Compuesto | Elementos diferentes unidos en una composición definida | H₂O o NaCl |
| Mezcla | Varios componentes en proporciones que pueden variar | Aire o agua con sal |
Un elemento se identifica por el número de protones de sus átomos. En cambio, «molécula» describe una entidad: O₂ es una molécula de una sustancia simple, no un compuesto. Un cristal de NaCl forma una red iónica; su fórmula no obliga a imaginar moléculas aisladas. Elemento químico · Fórmulas de compuestos.
Sólido, líquido y gas son estados físicos habituales. Cambiar temperatura o presión puede cambiar la fase sin cambiar la sustancia: el hielo que se funde sigue siendo H₂O. Un calentamiento también puede provocar una reacción, pero eso debe comprobarse; no toda sustancia se «desarma en átomos» por cambiar de estado. Fases y clasificación de la materia.
La reactividad depende de con qué se ponga en contacto una sustancia y de las condiciones. La velocidad también cambia con temperatura, concentración, superficie y catalizadores. No conviene dividir toda la materia en dos grupos absolutos: «siempre reactiva» y «jamás reactiva». Factores de la velocidad de reacción.
La palabra «inerte» puede ser útil para una atmósfera o un material en un proceso concreto. Debe leerse con ese contexto, sin convertirla en una promesa universal. Gases nobles.
PE, PVC y poliestireno se describen mediante unidades repetitivas. Otros nombres, como poliuretanos y policarbonatos, abarcan familias. Las cadenas pueden tener longitudes, ramificaciones o entrecruzamientos diferentes.
Un plástico comercial puede contener pigmentos y otros aditivos. Por eso, la fórmula de una unidad repetitiva no identifica todos los componentes de una silla o un envase. Estructura y propiedades.
Los polímeros también pueden experimentar cambios químicos. La hidrólisis de determinados poliésteres y el entrecruzamiento del caucho son ejemplos. No es correcto afirmar que solo reaccionan con ácidos o bases concentrados; el comportamiento depende de su estructura y del entorno. Hidrólisis y degradación · Caucho y vulcanización.
En las ecuaciones, (s) indica sólido; (l), líquido; (g), gas, y (ac), disuelto en agua. Los balances representan cambios y proporciones, no instrucciones de preparación.
1. Clasifica He, O₂, H₂O y aire seco: ¿sustancias simples, compuesto o mezcla?
He y O₂ son sustancias simples. H₂O es un compuesto. El aire seco es una mezcla de gases: quitarle el vapor de agua no lo convierte en una sustancia pura.
2. ¿Cuántos átomos representa una unidad de fórmula de Ca(OH)₂?
Un Ca, dos O y dos H: cinco átomos en el recuento formal. Esto no implica que el sólido esté formado por moléculas aisladas de cinco átomos.
3. Comprueba la carga en Al(OH)₃ + OH⁻ → [Al(OH)₄]⁻.
A la izquierda: 0 + (−1) = −1. A la derecha: −1. También se conservan un Al, cuatro O y cuatro H. El sólido reacciona en medio básico.
4. ¿Por qué no es correcto afirmar que todo gas noble es incapaz de reaccionar?
Porque se conocen compuestos de kriptón y xenón, como KrF₂ y XeF₂. La baja reactividad habitual no es imposibilidad absoluta de reacción.
5. ¿Es [–CH₂–CH₂–]ₙ la fórmula exacta de cualquier bolsa de plástico?
No. Representa la repetición en polietileno. No especifica longitud, extremos de cadena, ramificaciones ni aditivos, y la bolsa podría estar hecha de otro polímero.
6. ¿Fundir hielo y oxidar un metal son el mismo tipo de cambio?
No. Al fundir hielo cambia la fase y se conserva H₂O. En una oxidación se forman especies químicas diferentes. Ambos procesos pueden depender de temperatura y otras condiciones.
7. Se neutralizan 0,020 mol de HNO₃ con KOH suficiente. ¿Cuánto KNO₃ corresponde teóricamente?
La ecuación HNO₃ + KOH → KNO₃ + H₂O tiene coeficientes 1:1:1:1. Corresponden 0,020 mol de KNO₃ y 0,020 mol de agua, suponiendo reacción completa. No significa obtener una sal seca sin separarla de la disolución.
8. ¿El yeso CaSO₄·2H₂O tiene la misma composición que CaSO₄ anhidro?
No. Por unidad de fórmula, el yeso incluye dos aguas de cristalización: un Ca, un S, seis O y cuatro H. La composición anhidra tiene un Ca, un S y cuatro O.
Consultadas el 7 de octubre de 2026. Desarrollo didáctico y ejercicios: Editorial Ejemplode.