CRONOLOGIA DAS FÓRMULAS

CÁLCULO DAS FÓRMULAS: As fórmulas constituem o meio mais simples e inconfundível para designar os compostos inorgânicos. São essenciais no estabelecimento das equações químicas. Seu uso é particularmente indicado na designação de substâncias de composição complexa, bem como na descrição de procedimentos químicos de modo a evitar a possibilidade de falsas interpretações. Entretanto, não se recomenda o seu uso generalizado, embora, em certas circunstâncias, se possa preferir uma fórmula a um nome de pronúncia difícil.

CRONOLOGIA DAS FÓRMULAS

1. Relações Estequiométricas

Dado prático: na decomposição por eletrólise de 100gramas de água são formadas 11,1gramas de gás hidrogênio e 88,9gramas de gás oxigênio.

2. Fórmula Ponderal (%): mostra a porcentagem de cada elemento na formação de um composto

Baseado em dados estequiométricos chegamos à fórmula ponderal da água.

Hidrogênio: 11,11 gramas por 100gramas = 11,11%

Oxigênio: 88,89 gramas por 100gramas = 88,89%

H_11,11% O_88,89%

3. Fórmula Mínima: mostra a proporção entre os elementos que constituem um composto

A criação da escala de massas atômicas possibilitou calcular a proporção entre os elementos que compõe a fórmula ponderal.

Dividindo a porcentagem de cada elemento pela sua massa atômica achamos números que serão proporcionais entre si e essa proporção pode ser transformada matematicamente em números inteiros ou muito próximos.

Cálculo para o hidrogênio: 11,11% dividido por 1,0 = 11,11mol

Cálculo para o oxigênio: 88,89 dividido por 16,0  =  5,55mol

Dividindo os dois valores pelo menor teremos;

11,11 dividido por 5,55 = 2 mols

5,55 dividido por 5,55 = 1 mol

A fórmula mínima da água esta na proporção de 2 mols de hidrogênios para 1 mol de oxigênio.

Fórmula molecular => H₂O

A fórmula mínima não conseguiu o objetivo de identificar cada substância, pois existem substâncias diferentes com fórmulas mínimas iguais, veja exemplos abaixo.

Ex: fórmula mínima do benzeno calculada => C₁H₁

Ex: fórmula mínima do gás acetileno (etino) calculada => C₁H₁

4. Fórmula Molecular: criada para caracterizar melhor cada substância e mostra a quantidade de cada elemento existente no composto

Para calcular a quantidade de cada elemento foi necessário o cálculo da massa molecular ou molar da substância. Este cálculo foi feito experimentalmente usando as propriedades coligativas.

Ex 1: benzeno de fórmula mínima C₁H₁ apresenta massa igual a 13 e sua massa molecular é igual a 78 que é seis vezes maior, logo apresenta seis vezes mais átomos que a mínima, logo sua fórmula molecular é C₆H₆.

Ex 2: o gás etino de fórmula mínima C₁H₁ apresenta massa igual a 13 e sua massa molecular é igual a 26 que é duas vezes maior, logo apresenta duas vezes mais átomos que a mínima, logo sua fórmula molecular é C₂H₂

A descoberta dos isômeros mostrou que a fórmula molecular não é suficiente para caracterizar cada substância.

Este problema originou o estudo das fórmulas estruturais para diferenciar as substâncias e para este estudo os modelos de ligações químicas contribuíram muito.

5. Fórmula Estrutural: mostra a estrutura plana das fórmulas usando o conceito de ligação química.

Ex: o etanol e o éter dimetílico tem fórmula molecular igual a C₂H₆O, mas o etanol é liquido e o éter é gás, ou seja, apresentam propriedades físicas e químicas diferentes.

Etanol => CH₃ – CH₂ – OH                      Éter Dimetílico => CH₃ - O – CH₃

Este tipo de fórmula originou as funções orgânicas: hidrocarbonetos; álcoois; éteres; cetonas, aldeídos, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas, amidas, etc.

6. Fórmula Espacial: mostra as fórmulas no espaço em três dimensões.

Substâncias que apresentam todos os tipos de fórmulas anteriores iguais, mas tem propriedades  físicas, químicas ou biológicas diferentes devem possuir alguma diferença. Este tipo de problema originou a isomeria óptica e isomeria geométrica, para explicar suas diferenças.