Existen miles de sustancias diferentes en el mundo, algunas de ellas están formadas por uno solo o más elementos químicos, quedando clasificadas en simples o compuestas. Esta clasificación se hace con base en el comportamiento químico que presenta cada una y si al presionarla con diferentes elementos químicos se presentan reacciones químicas. La diferencia entre los conceptos, así como el origen de cada una, los compuestos y su role en la química pueden ayudarnos a conocer mucho más de la materia prima de la que está formada el mundo. En esta oportunidad hablaremos sobre las sustancias simples y compuestas.
1. ¿Qué son las Sustancias Simples y Compuestas?
Las sustancias simples son aquellas que solo se encuentran en estado puro, a diferencia de las sustancias compuestas, que si se juntan varias. Aunque hay que tener en cuenta que estas se componen también de trigonometría simple. Las sustancias simples se clasifican de acuerdo a varios criterios: lógico, como su nombre lo indica, o físico, según sus propiedades. Estas se subdivide en elementos composibles y no composibles, y para determinar lo que es un elemento debemos tener en cuenta sus características y propiedades físicas. Por ejemplo, el oro es un elemento, en tanto la sal un compuesto formado a partir de dos componentes, el cloruro de sodio y el cloruro de potasio.
Algunos elementos tienen características físicas únicas. Un ejemplo de ello es el Helio. Presenta propiedades físicas muy particulares, como un estado gaseoso bajo presión, y un flujo de energía muy alto. Por otra parte, el cloro es un compuesto bien conocido; también se ha demostrado que es altamente corrosivo, y también afecta la estructura molecular del metal. Estas características se deben a la interacción entre los compuestos simples y los compuestos complejos.
También se debe tener en cuenta que algunos compuestos simples se pueden combinar para formar nuevas sustancias. Por ejemplo, la mezcla de nitrógeno y oxígeno produce óxido nitroso, una sustancia gaseosa muy reactiva. Las sustancias compuestas se crean combinando compuestos simples y tienen propiedades diferentes a las de los compuestos simples. Por esta razón, la química de los compuestos compuestos puede ser un tema interesante para estudiar.
2. Características de Sustancias Simples
Sustancias Simples son aquellas compuestas solo por átomos del mismo elemento. Estos elementos químicos forman una parte importante del mundo que nos rodea, incluyendo todos los objetos naturales y artificiales. Normalmente se pueden separar de objetos compuestos a través de diversos métodos físico-químicos, como destilación, sublimación, fundición, decantación y precipitación.
Las propiedades de una sustancia simple dependen de sus estructura química. En el plano clasificatorio, pueden ser sólidas, líquidas o gaseosas dependiendo del arreglo de los átomos y de la fuerza de los enlaces entre ellos. Los principales elementos con los que se componen las sustancias simples son el oxígeno, el hidrógeno y el nitrógeno.
Además, se pueden estudiar otros aspectos relacionados con las sustancias simples: su punto de ebullición, su densidad, su solubilidad en agua, su temperatura de fusión, su temperatura de vapor, su densidad en relación a la temperatura y su coeficiente de expansión térmica, entre otros. Todos estos datos junto con la identificación de los compuestos químicos ayudan a la comprensión de la estructura de la materia.
3. Propiedades de las Sustancias Compuestas
Las dependen de sus enlaces químicos. Los elementos combinados se caracterizan por una serie de particularidades físicas o químicas, como la resistencia, conductividad eléctrica, estado de agregación y viscosidad. Estas propiedades se definen por los átomos que forman parte de la molécula de la sustancia compuesta.
Los enlaces químicos son una colección de fuerzas físicas interatómicas, enunciadas por primera vez por Linus Pauling y representadas por la extensión de la estructura de la molécula. Vienen determinados por el tipo de átomos mediante los cuales se generan, la distancia entre ellos y la dirección que presenta. Estas fuerzas pueden ser covalentes, iónicas, metalicas o incluso polares.
Existen otros factores que afectan a las propiedades de una sustancia, como la presión y la temperatura. Estos condicionan la intensidad de los enlaces, pero no cambian la naturaleza de la unión. Por tanto, la reactividad química de una sustancia es igualmente determinada por los enlaces con los que está formada. Un componente fundamental es presente en estas interacciones químicas: la energía. La naturaleza de los enlaces químicos, así como de los procesos relacionados, es el principio básico para el estudio y la interpretación de propiedades fundamentales de una sustancia.
4. Definición de Sustancias Inorgánicas y Especialidades
En primer lugar, es importante definir qué se entiende exactamente por sustancias inorgánicas. Se trata simplemente de clasificaciones químicas que abarcan los elementos elementales, los compuestos inorgánicos y los compuestos de coordinación. Estas clasificaciones se refieren a formas de materia que carecen de la estructura orgánica y propiedades que se encuentran típicamente en productos químicos orgánicos. Algunos ejemplos de estos compuestos inorgánicos son el amoníaco, los haluros, los ácidos, los peróxidos, los anhídridos y los óxidos.
Otra categoría importante es la de las especialidades químicas, que es comúnmente el término que se usa para referirse a diversos materiales, productos químicos purificados y productos intermedios usados para fines específicos, generalmente en productos farmacéuticos, cosméticos, pesticidas y alimentos procesados. Estos productos químicos especializados a menudo se formulan para tener propiedades únicas que los hacen aptos para una cantidad limitada de usos. Algunas formulaciones de productos químicos especializados incluyen pastas, polvos, soluciones acuosas, emulsiones, aceites, sales inorgánicas, sales de amonio, agentes estabilizadores, solventes, etc.
Por último, hay una clasificación única a la que se hace referencia comúnmente como reactivos químicos. Estos elementos se caracterizan por ser reactivos con los componentes orgánicos de la materia, lo que les permite realizar reacciones químicas específicas, como eliminar geles, purificar petróleo crudo, extraer compuestos orgánicos y mejorar la resistencia a la corrosión. Algunos ejemplos de estos reactivos químicos incluyen reactivos ácidos, reactivos básicos, oxidantes, reductores, alcóxidos, alcumiógenos y haluros orgánicos.
5. ¿Cómo se Clasifican las Sustancias Químicas?
Las sustancias químicas se clasifican en varias categorías bien definidas que permiten entender sus propiedades. Esta clasificación varía dependiendo de su forma, su estado físico, su comportamiento interactivo con otras sustancias o su responsabilidad como moléculas.
La primera distinción es la de elementos químicos y compuestos químicos. Los elementos químicos son aquellos químicos formados por un solo tipo de átomo y es el caso más simple. Por el contrario, los compuestos son formados por dos o más tipos de átomos unidos.
Otra clasificación relevante es la de acuero con su estado físico. Las sustancias pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos. Los sólidos tienen forma propia, mantienen su volumen y no se dilatan al calentarse. Los líquidos mantienen su volumen, pero su forma depende del recipiente que los contiene. Los gases, por su parte, son compresibles, tienen volumen y sus moléculas se dispersan en el aire.
Otra clasificación relevante es según su solubilidad. Las sustancias se pueden clasificar dependiendo de su capacidad para disolverse en otros medios. Las sustancias solubles se disuelven completamente, mientras que las insolubles no se disuelven. Estas últimas pueden presentar partículas visibles. Por último, existen las sustancias miscibles, que se pueden mezclar en una sola fase homogénea.
6. ¿Por Qué Son Importantes las Sustancias Simples y Compuestas?
Las sustancias simples y compuestas son importantes para la comprensión de los procesos químicos y biológicos en la vida diaria. Las sustancias simples constan de solo un tipo de átomo, mientras que las sustancias compuestas se componen de dos o más átomos unidos. Estos son algunos de los motivos por los que las sustancias simples y compuestas son importantes:
1. Crean la materia: La materia está hecha de átomos, que se unen para formar sustancias simples y compuestas. Estas sustancias pueden ser invisibles a simple vista, pero son fundamentales para el funcionamiento de la materia. Sin ellas, no habría nada.
2. Los átomos están unidos: Los átomos se unen para formar moléculas. Estos átomos se mantienen unidos por fuerzas químicas, como las fuerzas de unión covalente y las fuerzas de unión iónica. Estas fuerzas hacen posible que estas sustancias queden estables y comiencen a interactuar con el mundo exterior.
3. Interaccionan con otros elementos químicos: Ya sean simples o compuestas, las sustancias químicas interactúan con otros elementos químicos para formar sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Estas sustancias pueden ser usadas para fabricar productos, crear reacciones químicas o incluso para producir energía. Las sustancias simples y compuestas son fundamentales para la vida en la Tierra.
Al hablar de sustancias simples y compuestas, queda claro que dos conceptos muy importantes, la materia prima y la composición química juegan un papel crucial en nuestro entendimiento de esta disciplina. Junto con el descubrimiento de la elección de una sustancia u otra dependiendo del destino que se quiera dar a un producto, los expertos comprenden mejor la necesidad de utlilizar los recursos naturales y con ello proteger el medio ambiente. Por lo tanto, una abordaje responsable y ético de la materia y un uso eficiente y seguro de sus beneficios es la clave para disfrutar de sus resultados de manera saludable.