En los capítulos precedentes nos hemos familiarizado con las propiedades más importantes de los cuatro elementos: hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono.
A veces se les denomina organógenos, porque entran en la composición de las sustancias orgánicas. Sus combinaciones mutuas pueden servir de tipos para todos los demás compuestos químicos; es decir, presentan las mismas relaciones atómicas (tipos, formas o grados de combinación) que aquellas en las que los demás elementos también se combinan entre sí.
| Hidrógeno, | HH, | o, | en | general, | RR. HH. |
|---|---|---|---|---|---|
| Agua, | H 2 O, | „ | „ | H 2 R. | |
| Amoníaco, | H 3 N, | „ | „ | H 3 R. | |
| Gas de los pantanos, | H 4 C, | „ | „ | H 4 R. |
Uno, dos, tres y cuatro átomos de hidrógeno entran en estas moléculas por un átomo de otro elemento.
No se conocen compuestos de un átomo de oxígeno con tres o cuatro átomos de hidrógeno; por tanto, el átomo de oxígeno no posee ciertas propiedades que se encuentran en los átomos de carbono y nitrógeno.
La facultad de un elemento para formar un compuesto de composición definida con el hidrógeno (o un elemento análogo a este) ofrece la posibilidad de predecir la composición de muchos otros de sus compuestos. Así, si sabemos que un elemento, M, se combina con hidrógeno formando preferentemente una sustancia gaseosa como HM, pero no forma H 2 M, H 3 M, H n M m , debemos concluir, sobre la base de la ley de sustitución, que este elemento dará los compuestos M 2 O, M 3 N, MHO, MH 3 C, etc. El cloro es un ejemplo de este tipo. Si sabemos que otro elemento, R, al igual que el oxígeno, da con el hidrógeno una molécula H 2 R, entonces podemos esperar que forme compuestos similares al peróxido de hidrógeno, los óxidos metálicos, el anhídrido carbónico o el monóxido de carbono, entre otros. El azufre es un caso de este tipo. De ahí que los elementos puedan clasificarse según su parecido con el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno y el carbono, y de conformidad con esta analogía es posible predecir, si no las propiedades (por ejemplo, la acidez o la basicidad), al menos la composición de algunos de sus compuestos. Esto constituye la sustancia de la concepción de la valencia o atomicidad de los elementos . El hidrógeno se toma como representante de los elementos monovalentes, dando compuestos RH, R(OH), R 2 O, RCl, R 3 N, R 4 C, etc. El oxígeno, en la forma en que da agua, es el representante de los elementos bivalentes, formando RH 2 , RO, RCl 2 , RHCl, R(OH)Cl, R(OH) 2 , R 2 C, RCN, etc. El nitrógeno en el amoníaco es el representante de los elementos trivalentes, dando compuestos RH 3 , R 2 O 3 , R(OH) 3 , RCl 3 , RN, RHC, etc. En el carbono se ejemplifican las propiedades de los elementos cuandrivalentes, formando RH 4 , RO 2 , RO(OH) 2 , R(OH) 4 , RHN, RCl 4 , RHCl 3 , etc.