Todas las sustancias que hay en nuestro planeta y en el universo están constituidas por un centenar de sustancias denominadas “elementos químicos”. Los elementos son las sustancias más simples que existen, y a partir de ellos se forman todas las demás sustancias. Sin embargo, no debemos concluir que todas las sustancias que existen son elementos. Además de los elementos, existen otro tipo de sustancias más complejas denominadas “compuestos químicos”. Los compuestos se forman cuando se combinan dos o más elementos distintos. Por ejemplo, cuando se combinan los elementos hidrógeno y oxígeno se produce el compuesto agua.
Algunos ejemplos de compuestos que usamos cotidianamente son los siguientes: el alcohol (compuesto formado por carbono, hidrógeno y oxígeno), la sal (compuesto formado por sodio y cloro), el gas doméstico (mezcla de compuestos formados por carbono e hidrógeno), el papel (constituido principalmente por celulosa, un compuesto formado por carbono, hidrógeno y oxígeno), el azúcar (compuesto formado por carbono, hidrógeno y oxígeno), los plásticos (variedades de compuestos formados principalmente por carbono e hidrógeno), la gasolina (mezcla de compuestos formados por carbono e hidrógeno), el vidrio (constituido principalmente por óxido de silicio, un compuesto formado por silicio y oxígeno), los medicamentos (variedades de compuestos formados principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y azufre) y los alimentos (variedades de compuestos formados principalmente por carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo). Estos son unos cuantos ejemplos de los millones de compuestos que existen en la naturaleza.
Ahora bien, ¿cómo se forman los compuestos a partir de los elementos? Para entenderlo debemos recurrir nuevamente a la teoría atómica. Recordemos que cada elemento está formado por partículas extremadamente pequeñas denominadas “átomos”. Cada elemento tiene átomos característicos distintos a los de otros elementos. Cuando se forma un compuesto, los átomos de diferentes elementos se unen para formar partículas más complejas denominadas “moléculas”. Por ejemplo, cuando se forma el compuesto agua a partir de sus elementos hidrógeno y oxígeno, se unen dos átomos de hidrógeno a un átomo de oxígeno para formar una molécula de agua. Por lo tanto, así como cada elemento está constituido por trillones y trillones de átomos correspondientes a dicho elemento, cada compuesto está constituido por trillones y trillones de moléculas, correspondientes a dicho compuesto. Por ejemplo, el agua contenida en un vaso está formada por un número exorbitante de moléculas de agua, cada una de ellas constituida por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno.
Las moléculas de los compuestos pueden ser muy sencillas o muy complejas. Por ejemplo, la molécula del monóxido de carbono (un compuesto tóxico contaminante del aire) está formada únicamente por dos átomos: un átomo de carbono y uno de oxígeno.
En cambio, en el caso de los compuestos que forman la materia viva (los seres vivos también estamos hechos de compuestos químicos) sus moléculas son extremadamente complejas, de cientos o incluso miles de átomos.
La unión de los átomos para formar moléculas ocurre por medio de enlaces químicos. Los enlaces químicos son el “pegamento” que mantiene unidos a los átomos en una molécula. De manera simplificada, un enlace químico ocurre por la interacción de los electrones de los átomos que se enlazan; dicha interacción genera una fuerza de atracción entre los átomos que los mantiene unidos. Es importante destacar que en un enlace químico cada átomo conserva su identidad, ya que sus núcleos (formados por protones y neutrones) permanecen inalterados, como expliqué en el tema “Fusión, fisión y enlace químico”.
Asi como los elementos se representan con símbolos químicos, los compuestos se representan con fórmulas químicas, las cuales constan de los símbolos de los elementos que forman al compuesto y además incluyen números que indican cuántos átomos de cada elemento hay en una molécula del compuesto. Por ejemplo, la fórmula química del agua es H2O, la cual indica que este compuesto está formado por hidrógeno y oxígeno; y además nos dice que una molécula de agua está constituida por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Otro ejemplo es la fórmula química del azúcar (sacarosa): C12H22O11, la cual indica que este compuesto está formado por carbono, hidrógeno y oxígeno, y que una molécula de azúcar está constituida por doce átomos de carbono, veintidós átomos de hidrógeno y once átomos de oxígeno.
En conclusión, la gran diversidad de sustancias que existen en nuestro planeta se debe a la capacidad de los elementos de combinarse químicamente para formar millones de compuestos distintos. Los elementos forman compuestos cuando sus átomos se enlazan para formar moléculas. Cada compuesto se representa con una fórmula química que indica los elementos que lo forman y el número de átomos de cada elemento que tiene su molécula.