Fórmula química
La fórmula química representa una sustancia con los símbolos de sus elementos y subíndices que indican la proporción de sus átomos.
La fórmula química es la representación abreviada de una sustancia mediante los símbolos de los elementos que la forman y unos subíndices que indican en qué proporción o en qué número intervienen sus átomos. Es el «nombre en clave» con el que los químicos describen de forma universal una molécula, un compuesto iónico o un elemento, y la base para calcular masas, ajustar reacciones y predecir propiedades.
¿Qué es una fórmula química?
Una fórmula química combina símbolos (una o dos letras, la primera siempre en mayúscula, como H, O, Na o Cl) con subíndices numéricos. El subíndice se escribe a la derecha del símbolo y señala cuántos átomos de ese elemento hay; si no aparece ninguno, se sobreentiende un único átomo. Así, H₂O indica dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.
El sistema actual de símbolos con letras se debe al químico sueco Jöns Jacob Berzelius, que lo propuso a principios del siglo XIX para sustituir los complicados pictogramas de la alquimia y de Dalton. Desde entonces, la nomenclatura ha sido regulada por la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), de modo que una misma fórmula se interprete igual en cualquier país.
Qué información aporta
- Los elementos presentes en la sustancia.
- La proporción entre átomos (y, en las moleculares, su número exacto).
- La masa molar, sumando las masas atómicas de todos los átomos.
- La composición porcentual en masa de cada elemento.
No siempre indica cómo están unidos los átomos ni la forma tridimensional de la molécula; para eso existen otros tipos de fórmula.
Tipos de fórmulas químicas
| Tipo | Qué expresa | Ejemplo (glucosa) |
|---|---|---|
| Empírica o mínima | La relación más simple de números enteros entre los átomos | CH₂O |
| Molecular | El número real de átomos de cada elemento en la molécula | C₆H₁₂O₆ |
| Semidesarrollada | Los grupos de átomos y los enlaces entre carbonos | CH₂OH–(CHOH)₄–CHO |
| Desarrollada o estructural | Todos los átomos y todos los enlaces | Dibujo completo de la molécula |
| De Lewis | Enlaces y pares de electrones no compartidos | Estructura con puntos y líneas |
En los compuestos iónicos (como la sal común, NaCl) solo tiene sentido la fórmula empírica, llamada aquí fórmula unidad, porque no existen moléculas discretas, sino una red cristalina de iones. En las sustancias elementales, la fórmula puede indicar la atomicidad: O₂ (dioxígeno), O₃ (ozono), N₂, mientras que los metales se escriben con su símbolo (Fe, Cu).
Ejemplos habituales
- Agua: H₂O.
- Dióxido de carbono: CO₂.
- Amoníaco: NH₃.
- Metano: CH₄.
- Ácido sulfúrico: H₂SO₄.
- Peróxido de hidrógeno (agua oxigenada): molecular H₂O₂, empírica HO.
- Etano: molecular C₂H₆, empírica CH₃.
Estos dos últimos ejemplos muestran por qué conviene distinguir ambos tipos: sustancias muy distintas pueden compartir fórmula empírica, y solo la molecular las diferencia. Las fórmulas se utilizan también al escribir ecuaciones químicas, donde los coeficientes delante de cada fórmula indican cuántas unidades participan.
Cómo se calcula a partir de datos
Para obtener la fórmula empírica de un compuesto se parte de la composición en masa: se divide el porcentaje de cada elemento entre su masa atómica para obtener moles, y se dividen todos los resultados entre el menor. Si salen decimales como 1,5, se multiplica por el entero menor que los convierta en números enteros. Para pasar a la molecular se compara la masa molar real con la de la fórmula empírica.
Ejercicios resueltos
1. Calcula la masa molar del dióxido de carbono (CO₂). Masas atómicas: C = 12,011; O = 15,999.
La masa molar es de ≈ 44,01 g/mol.
2. Halla la composición porcentual del agua (H₂O). Masas atómicas: H = 1,008; O = 15,999.
M(H₂O) = 2 · 1,008 + 15,999 = 18,015 g/mol.
El agua tiene un 11,19 % de hidrógeno y un 88,81 % de oxígeno.
3. Un compuesto contiene 40,0 % de C, 6,7 % de H y 53,3 % de O, y su masa molar es 180 g/mol. Determina sus fórmulas empírica y molecular.
Moles (en 100 g): C = 40,0 / 12,011 ≈ 3,33; H = 6,7 / 1,008 ≈ 6,65; O = 53,3 / 15,999 ≈ 3,33. Dividiendo entre 3,33: C : H : O = 1 : 2 : 1, es decir, empírica CH₂O (masa ≈ 30,03 g/mol).
La fórmula molecular es C₆H₁₂O₆ (glucosa).
4. ¿Cuántos moles hay en 100 g de óxido de hierro(III), Fe₂O₃? (Fe = 55,845; O = 15,999)
M = 2 · 55,845 + 3 · 15,999 = 159,69 g/mol.
Hay ≈ 0,626 mol.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre fórmula empírica y molecular?
¿Qué significa un número delante de una fórmula?
¿Por qué la sal común se escribe NaCl si no tiene moléculas?
¿Dos sustancias distintas pueden tener la misma fórmula molecular?
¿Quién estableció los símbolos químicos actuales?
Referencias
- Chang, R. y Goldsby, K. A. Química. McGraw-Hill.
- Atkins, P. y Jones, L. Principios de química: los caminos del descubrimiento. Editorial Médica Panamericana.
- IUPAC. Nomenclature of Inorganic Chemistry (Red Book).
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2025). «Fórmula química». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/formula-quimica/
