GENERALIDADES Concepción tradicional A todo átomo no metálico corresponde una valencia química, que indica el número de átomos de hidrógeno que pueden combinarse con el átomo en cuestión. Así, el cloro es monovalente (HC1), el azufre y el oxígeno bivalente (H2O, H2S), el nitrógeno y el fósforo trivalentes (NH3, PH3), el carbono y el silicio cuatrivalentes (CH4), etc. Estas valencias reciben el nombre de valencias de adición con respecto al hidrógeno y corresponden a las valencias de sustitución (sustitución de uno o varios átomos de un cuerpo por uno o varios átomos de hidrógeno). Convencionalmente, las valencias se representan por medio de pequeños trazos, por ejemplo: Este simbolismo es cómodo, principalmente en química orgánica donde el número de compuestos es muy grande, a cada guión puede «adherirse» un átomo de hidrógeno o un átomo equivalente (Cl, Na, etc.) o bien un grupo de átomos que posea una valencia libre: Las fórmulas desarrolladas de esta manera se llaman fórmulas de constitución y pueden hacer aparecer unos grupos característicos llamados radicales, que a su vez poseen una valencia, como en las fórmulas: CH3— OH o C2H5— OH, etc. y que representan, respectivamente, el alcohol metílico y el alcohol etílico (radicales monovalentes CH3– y C2H5–). Concepción moderna Los diagramas de valencia de un compuesto representan la conectividad de los elementos, con líneas trazadas entre dos elementos, a veces llamados enlaces, que representan una valencia saturada para cada elemento. La potencia de combinación, o afinidad de un átomo de un elemento dado está determinada por la cantidad de átomos de hidrógeno con los que se combina. En el metano, el carbono tiene una valencia de 4; en amoníaco, el nitrógeno tiene una valencia de 3; en el agua, el oxígeno tiene una valencia de 2; y en cloruro de hidrógeno, el cloro tiene una valencia de 1. Un «modernismo» relativo, puesto que la estereoquímica es centenaria. Las representaciones anteriores son planas, pero en las moléculas, los átomos suelen tener una disposición espacial de tres dimensiones. Por esta razón, hacia 1874 se introdujeron (Le Bel y Van’t Hoff) fórmulas de tres dimensiones que indican la situación de los átomos en el espacio. El metano, por ejemplo, está formado por moléculas en las cuales los átomos de hidrógeno están situados en los vértices de un tetraedro regular (cada cara es un triángulo equilátero), cuyo centro está ocupado por el átomo de carbono. La regularidad de esta disposición explica que, cuando se sustituye un átomo de hidrógeno con un átomo de cloro para formar el cloruro de metilo, no importa qué átomo sufre la sustitución. La química de tres dimensiones –la estereoquímica– permite comprender que ciertos cuerpos que tienen la misma fórmula condensada o bruta (fórmula no desarrollada) posean propiedades físicas muy diferentes a causa de las dispo siciones relativas variadas que pueden tener sus átomos. Los cuerpos que tienen la misma composición bruta, pero los átomos dispuestos en forma diferente, reciben el nombre de isómeros (isos: «igual»; meros: «parte»). modelos moleculares: el etileno. La química moderna es todavía más exigente y busca determinar las distancias entre los átomos, los ángulos valenciales y la naturaleza y la intensidad de los enlaces en el interior de las moléculas y entre las moléculas. Dado que es imposible obsevar directamente una molécula, hay que utilizar procedimientos de investigación indirectos: ha sido posible determinar ciertas estructuras a través del estudio de las propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas de los cuerpos, interpretándolas con ayuda de la mecánica ondulatoria y formulando a veces hipótesis de trabajo que se comprueban experimentalmente. Se hace posible entonces la construcción de modelos moleculares con ayuda de pequeñas bolas que representan los átomos y de varillas flexibles que representan los enlaces: el ejercicio se parece a un juego de construcción.