Las fórmulas de los compuestos iónicos por lo general son las mismas que sus fórmulas empíricas debido a que los compuestos iónicos no están formados por unidades moleculares discretas. Por ejemplo, una muestra sólida de cloruro de sodio (NaCl, sal de mesa), consiste en el mismo número de iones Na+ y Cl– dispuestos en una red tridimensional (ver figura a la izquierda). En este compuesto existe una relación de cationes y aniones de 1:1, de forma que el compuesto es eléctricamente neutro.
Como puede apreciarse en la figura de la izquierda, en el NaCl no se encuentra un ion Na+ asociado con un ión Cl– en particular. De hecho, cada ión Na+ es atraído por los seis iones Cl– que le rodean y viceversa. Así NaCl es la fórmula empírica del cloruro de sodio y también la fórmula iónica. En otros compuestos iónicos la estructura real puede ser diferente, pero el arreglo de cationes y aniones es de tal forma que los compuestos son eléctricamente neutros. Obsérvese que en la fórmula de un compuesto iónico no se muestra la carga del catión ni del anión.
Para que los compuestos iónicos sean eléctricamente neutros, la suma de las cargas de los cationes y de los aniones de una fórmula deber ser igual a cero. Si las cargas de los cationes y de los aniones son numéricamente diferentes, se aplica la siguiente regla para que la fórmula sea eléctricamente neutra: el subíndice del catión debe ser numéricamente igual a la carga del anión, y el subíndice del anión debe ser numéricamente igual a la carga del catión. Si las cargas son numéricamente iguales, no es necesario poner subíndices. Esta regla se deriva del hecho de que las fórmulas de los compuestos iónicos son sus fórmulas empíricas, por lo que los subíndices ya son los números más pequeños posibles. Veamos los siguientes ejemplos para aclarar lo anterior:
- Bromuro de potasio: El catión potasio K+ y el anión brumuro Br– se combina para formar el compuesto iónico bromuro de potasio. Las sumas de las cargas es +1+(-1)= 0, de modo que no es necesario escribir subíndices. La fórmula es KBr.
- Yoduro de zinc: El catión zinc Zn++ y el anión ioduro I– se combinan para formar yoduro de zinc. La suma de las cargas de un ión Zn++ y un ión I– es +2+(-1)= +1. Para que la suma de las cargas sea igual a cero se debe multiplicar por 2 la carga -1 del anión y agregar un subíndice “2” al símbolo del yodo. En consecuencia, la fórmula del yoduro de zinc es ZnI2.