Funciones químicas

¿Qué son las funciones químicas?

Las funciones químicas son una serie de características que permiten agrupar un conjunto de compuestos por su reactividad, estructura, solubilidad, etc. Habiendo compuestos inorgánicos y orgánicos, es de esperarse que sus compartimientos sean diferentes y, del mismo modo, las funciones químicas por las que se clasifican.

Se puede decir que las funciones químicas vendrían a ser familias enormes de compuestos, dentro de las cuales existen subdivisiones cada vez más específicas. Por ejemplo, las sales representan una función química inorgánica; pero tenemos cientos de ellas, clasificadas en binarias, ternarias u oxisales y mixtas.

Las sales se encuentran diseminadas por toda la hidrosfera y la litosfera, albergando esta última literalmente montañas de óxidos minerales. Por lo tanto, debido a su gran abundancia, los óxidos corresponden a otra importante función química inorgánica, también con sus divisiones internas (básicos, ácidos y mixtos).

Por el lado de los compuestos orgánicos, las funciones se definen mejor como grupos funcionales, ya que son los responsables de sus propiedades químicas. Entre los más relevantes en la naturaleza están los olorosos ésteres, así como los ácidos carboxílicos y los fenoles.

Funciones químicas inorgánicas

Aunque en numerosas fuentes se habla de cuatro funciones químicas inorgánicas (óxidos, ácidos, bases y sales), en realidad son muchas más; pero estas, en general, son las más importantes. No solo los óxidos definen una función química, sino también los sulfuros e hidruros, al igual que los fosfuros, nitruros, carburos, siliciuros, etc.

No obstante, tales compuestos pueden clasificarse como iónicos, cayendo dentro de la función correspondiente a las sales. Asimismo, son menos abundantes y se consideran más que familias, un selecto grupo de compuestos con propiedades avanzadas. Por lo tanto, se abordará únicamente las cuatro funciones mencionadas arriba.

• Óxidos. Como función química se entiende por óxidos a todos aquellos compuestos inorgánicos que contienen oxígeno. Habiendo metales y no metales, por separado formarán óxidos distintos, los cuales a su vez darán origen a otros compuestos. Dentro de esta función se incluyen también los peróxidos (O₂^2-) y los superóxidos (O₂^–), aunque no se hablará de ellos.
  • Óxidos metálicos o básicos. Cuando los metales reaccionan con el oxígeno, se forman óxidos cuya fórmula general es M₂O_n, siendo n el número de oxidación del metal. Tenemos, pues, los óxidos metálicos, los cuales son básicos porque al reaccionar con el agua liberan iones OH^–, provenientes de los hidróxidos generados, M(OH)_n. Por ejemplo, el óxido de magnesio es Mg₂O₂, pero los subíndices pueden simplificarse para que la fórmula quede como MgO. Al disolverse el MgO en agua, origina hidróxido de magnesio, Mg(OH)₂, el cual a su vez libera iones OH^– de acuerdo a su solubilidad.
  • Óxidos ácidos o anhídridos. Cuando un elemento no metálico (C, N, S, P, etc.) reacciona con el oxígeno, se forma un óxido ácido, ya que al disolverse en agua libera iones H₃O⁺ provenientes de los oxácidos producidos. Los óxidos ácidos vienen a ser la “versión seca” de los oxácidos, por lo que también reciben el nombre de anhídridos: No metal + O₂ => Óxido ácido o anhídrido + H₂O => Oxácido. Por ejemplo, el carbono reacciona completamente con el oxígeno para generar dióxido de carbono, CO₂. Cuando este gas se disuelve en agua a grandes presiones, reacciona para transformarse en ácido carbónico, H₂CO₃.
  • Óxidos neutros. Los óxidos neutros no se disuelven en agua, por lo que no generan iones OH^– ni tampoco H₃O⁺. Ejemplos de estos óxidos tenemos: CO, MnO₂, NO, NO₂ y ClO₂.
  • Óxidos mixtos. Los óxidos mixtos son aquellos formados por más de un metal, o un mismo metal con más de un número de oxidación. Por ejemplo, la magnetita, Fe₃O₄, realmente es una mezcla FeO·Fe₂O₃.
• Sales. Las sales son compuestos iónicos, por lo que contienen iones. Si los iones provienen de dos elementos distintos, tendremos sales binarias (NaCl, FeCl₃, LiI, ZnF₂, etc.). Y si contienen dos elementos además de oxígeno, se tratarán de sales ternarias u oxisales (NaNO₃, MnSO₃, CuSO₄, CaCrO₄, etc.).
• Ácidos. Se hizo mención de los oxácidos, cuyas fórmula general es H_aE_bO_c. Para el caso del ácido carbónico, H₂CO₃, a=2, b=1 y c=3. Otro grupo importante de ácidos inorgánicos son los hidrácidos, los cuales son binarios y no poseen oxígeno. Por ejemplo: H₂S, ácido sulfhídrico, pues disuelto en agua produce iones H₃O⁺.
• Bases. Las bases vienen a ser aquellos compuestos que liberan iones OH^–, o al menos en lo que concierne a la inorgánica.

Funciones químicas orgánicas

Las funciones químicas orgánicas reciben el nombre, más apropiado, de grupos funcionales. Ya no se trata de que haya iones o un átomo en específico, sino que son un conjunto de átomos que aportan a la molécula algunas cualidades respecto a su reactividad. Cada grupo funcional puede alojar cientos de miles de compuestos orgánicos.

Por supuesto, más de un grupo funcional puede estar presente en una molécula, pero en la clasificación de la misma predomina el grupo más reactivo; que, por lo general, es el más oxidado. Así pues, se enlistan algunos de estos grupos o funciones:

• Alcoholes, -OH.
• Ácidos carboxílicos, -COOH.
• Aminas, -NH₂
• Aldehídos, -COH o -CHO.
• Amidas, -COONH₂
• Tioles, -SH.
• Ésteres, -COO-.
• Éteres, -O-

Ejemplos de funciones químicas

En los apartados anteriores se han citado varios ejemplos de compuestos pertenecientes a una función química en específico. Aquí se mencionarán otros seguidos de su función química, sea inorgánica u orgánica:

• FeTiO₃, óxido mixto.
• Pb₃O₄, óxido mixto.
• HNO₃, oxácido.
• Ca(NO₃)₂, oxisal.
• BaO, óxido básico.
• NaOH, base.
• NH₃, base, pues libera iones OH^– cuando se disuelve en agua.
• CH₃OH, alcohol.
• CH₃OCH₃, éter.
• HF, ácido hidrácido.
• HI, ácido hidrácido.
• CH₃CH₂NH₂, amina.
• CH₃COOH, ácido carboxílico.
• NaBr, sal binaria.
• AgCl, sal binaria.
• KOH, base.
• MgCrO₄, sal ternaria, aunque el elemento central sea un metal, cromo, derivada del ácido crómico, H₂CrO₄
• NH₄Cl, sal binaria,
• CH₃CH₂CH₂COOCH₃, éster.
• SrO, óxido básico.
• SO₃, óxido ácido o anhídrido.
• SO₂, óxido ácido o anhídrido.
• NH₄Cl, sal binaria, porque el catión NH₄⁺ cuenta como un ion individual, aunque sea poliatómico.
• CH₃SH, tiol.
• Ca₃(PO₄)₂, sal ternaria.
• NaClO₃, sal ternaria.
• H₂Se, ácido hidrácido.
• H₂Te, ácido hidrácido.
• Ca(CN)₂, sal binaria, pues el anión CN^– se considera nuevamente como un ion individual.
• KCaPO₄, sal mixta.
• Ag₃SO₄NO₃, sal mixta.

Referencias

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Química (8va ed.). CENGAGE Learning.
2. Graham Solomons, T.W., Craig, B.F. Organic Chemistry. Amines (10th edition.). Wiley Plus.
3. Funciones químicas. Recuperado de es.wikipedia.org.
4. Inorganic compound. Recuperado de britannica.com.
5. Funciones químicas inorgánicas. Recuperado de es.khanacademy.org.