Si la definición de un compuesto es una sustancia, consta de dos o más elementos. ¿No deberían los compuestos ser mezclas, no sustancias puras?

¡Gracias por el A2A! Primero, hablemos sobre cómo definimos una “sustancia”. En química, consideramos que la unidad básica de una sustancia es el componente más pequeño más allá del cual tendríamos que realizar algo de química para reducirla aún más. Considera el agua. H2O Está compuesto por más de un tipo de átomo, lo que lo convierte oficialmente en un compuesto. No consideramos que el agua sea una “mezcla de hidrógeno y oxígeno”. Si me dijeras que ibas a preparar una mezcla así, no me imaginaría un vaso de agua. Me imagino un recipiente, tal vez un globo, lleno de hidrógeno gaseoso y oxígeno gaseoso en una proporción determinada arbitrariamente. Debido a que la molécula que contiene un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno es la parte más pequeña de materia que podemos identificar como agua y separarla de una muestra de agua sin someterla a electrólisis, tendemos a pensar en el agua como una “sustancia pura”. ”

Según el diccionario, probablemente puedas pensar en el agua como una mezcla de hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, el problema con eso es que el lenguaje es demasiado impreciso. Describe muchas cosas que no son agua, como mi ejemplo de globo, peróxido de hidrógeno, iones de hidróxido e iones de hidronio. Esta es una razón por la cual tendemos a considerar los compuestos como sustancias puras.

Cuando la gente dice que un compuesto es una sustancia que contiene dos o más elementos; significan que un compuesto es una sustancia que contiene dos o más elementos combinados químicamente entre sí para formar una nueva sustancia.
No significan que un compuesto es dos o más elementos mezclados en una botella que no han reaccionado entre sí. ¡Dos o más elementos mezclados en una botella que no han participado en una reacción química es realmente una mezcla!
Por ejemplo, un globo lleno de una mezcla de gases de hidrógeno y oxígeno que aún no ha reaccionado para formar agua sigue siendo una mezcla hasta que esa mezcla se convierte en agua o alguna otra sustancia. Se puede hacer que nuestra mezcla de hidrógeno y agua en nuestro globo reaccione formando agua prendiendo fuego al globo. Se verán gotas de agua en los fragmentos restantes del globo.
El acero, por otro lado, es una mezcla. El acero se fabrica mezclando hierro fundido con carbono. Tanto el hierro como el carbono son elementos. Pero el hierro fundido cuando se mezcla con carbono se enfría para formar una sustancia llamada acero. Sin embargo, el hierro y el carbono no han reaccionado químicamente entre sí para formar una nueva sustancia. Se pueden ver regiones de hierro y regiones de carbono en una muestra de acero bajo el microscopio. es decir. El hierro y el carbono no han reaccionado juntos químicamente.
El agua, por otro lado, es una sustancia completamente diferente que el hidrógeno o el oxígeno. ¡No se puede extraer un poco de oxígeno de una molécula de agua! Entonces dejaría de ser agua. Pero puede extraer una especificación de hierro de una muestra de acero, en principio. El agua hierve a 100 grados centígrados y se congela a cero grados centígrados. Mientras tanto el hidrógeno como el oxígeno son gases a temperatura ambiente. El hidrógeno es inflamable, al igual que el oxígeno. En contraste, el agua no es una sustancia inflamable.
El átomo de oxígeno cuando se une químicamente al agua tiene propiedades diferentes que un átomo de oxígeno libre. De manera similar, ambos átomos de hidrógeno en una molécula de agua tienen propiedades diferentes que el hidrógeno libre, H2 o el hidrógeno atómico, H
El hidrógeno H2 no es un compuesto porque ambos átomos en su molécula son iguales. Del mismo modo, el oxígeno no es un compuesto porque ambos átomos en una molécula de oxígeno son iguales. Un globo lleno de una mezcla de oxígeno y gas de hidrógeno no se convierte en un compuesto químico hasta que las moléculas de oxígeno e hidrógeno en nuestro globo reaccionan entre sí químicamente. La reacción química entre el oxígeno y el hidrógeno para formar agua puede iniciarse prendiendo fuego a nuestro globo.

En cierto sentido, sí, los compuestos moleculares e iónicos se considerarían mezclas homogéneas. La unidad de fórmula es repetitiva en todo el estado del elemento (permitiendo que las impurezas habiten agujeros en la red, pero que no se incorporan a la fórmula química). ¡Pero, se comportan a diferencia de las mezclas homogéneas en gran medida! Y por eso se denominan sustancias puras (¡gracias Aristóteles!).

El problema es que está utilizando una definición incompleta. Un compuesto tiene TODAS estas características: (1) Contiene más de un tipo de átomos. (2) Tiene una composición definida, fijada por naturaleza. (3) Tiene un conjunto único de propiedades. (4) son homogéneos en masa.

Las mezclas pueden ser locas en una amplia gama de composiciones, tienen propiedades variables dependiendo de la composición, contienen más de una sustancia, separable por métodos físicos.


Otros han explicado muy bien las diferencias entre elementos y compuestos. Solo enfatizaré la importancia de no asumir que podemos usar definiciones sueltas y cotidianas en la ciencia. La forma en que los átomos se unen en proporciones fijas en un compuesto es la idea crucial que sustenta toda la química. He descubierto que los estudiantes a menudo luchan con el concepto hasta que trabajan con él por un tiempo y hacen el ajuste mental de asociar la palabra con la definición completa. Hay muchos otros ejemplos en los que el significado cotidiano puede llevarnos a problemas, por ejemplo, la diferencia entre energía y poder.

La diferencia entre una mezcla y un compuesto es que, en un compuesto, los diferentes átomos se unen al compartir o intercambiar electrones para formar enlaces químicos. Sin enlaces químicos no habría vida en este planeta, probablemente ni siquiera un planeta como la Tierra en primer lugar.

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