Химиците по света отразяват състава на прости и сложни вещества много красиво и стегнато под формата на химични формули. Химическите формули са аналози на думи, които са написани с букви - знаци на химични елементи.
Нека използваме химически символи, за да изразим състава на най-разпространеното вещество на Земята – водата. Водната молекула съдържа два водородни атома и един кислороден атом. Сега нека преведем това изречение в химическа формула, използвайки химичните символи (водород - Н и кислород - О). Записваме броя на атомите във формулата с помощта на индекси - числата по-долу вдясно от химическия символ (индексът 1 за кислород не се изписва): H 2 0 (чете се "аш-две-о").
Формулите на прости вещества от водород и кислород, чиито молекули се състоят от два еднакви атома, се записват, както следва: H 2 (прочетете "пепел-две") и 0 2 (прочетете "о-две") (фиг. 26 ).
Ориз. 26.
Модели на молекули и формули на кислород, водород и вода
За да се отрази броят на молекулите, се използват коефициенти, които се изписват пред химичните формули: например записът 2CO 2 (да се чете "two-ce-o-two") означава две молекули въглероден диоксид, всяка от които се състои от една въглероден атом и два кислородни атома.
Коефициентите се записват по подобен начин, когато е посочен броят на свободните атоми на химичния елемент. Например, трябва да запишем израза: пет атома желязо и седем атома кислород. Направи го по следния начин: 5Fe и 7O.
Размерите на молекулите и още повече на атомите са толкова малки, че не могат да се видят дори в най-добрите оптични микроскопи, което дава увеличение от 5-6 хиляди пъти. Те не могат да се видят в електронни микроскопи, което дава увеличение от 40 хиляди пъти. Естествено, пренебрежимо малкият размер на молекулите и атомите съответства на техните пренебрежимо малки маси. Учените са изчислили например, че масата на водородния атом е 0,000 000 000 000 000 000 000 001 674 g, което може да бъде представено като 1,674 10 -24 g, масата на кислородния атом е 0,000 000 000 000 000 000 000 026 667 g, или 2,6667 10 -23 g, масата на въглеродния атом е 1,993 10 -23 g, а масата на водната молекула е 3,002 10 -23 g.
Нека изчислим колко пъти масата на кислороден атом е по-голяма от масата на водороден атом, най-лекият елемент:
По същия начин масата на въглероден атом е 12 пъти по-голяма от масата на водороден атом:
Ориз. 27. Масата на въглероден атом е равна на масата на 12 водородни атома
Масата на водната молекула е 18 пъти по-голяма от масата на водородния атом (фиг. 28). Тези стойности показват колко пъти масата на атом на даден химичен елемент е по-голяма от масата на водороден атом, т.е. те са относителни.
Ориз. 27. Масата на един атом вода е равна на масата на 18 водородни атома
В момента физиците и химиците са на мнение, че относителната атомна маса на даден елемент е стойност, показваща колко пъти масата на неговия атом е по-голяма от 1/12 от масата на въглероден атом. Относителната атомна маса се обозначава с Ar, където r е началната буква на английската дума relative, което означава „относителен“. Например A r (0) = 16, A r (C) = 12, A r (H) = 1.
Всеки химичен елемент има своя собствена стойност на относителната атомна маса (фиг. 29). Стойностите на относителните атомни маси на химичните елементи са посочени в съответстващите им клетки в таблицата на Д. И. Менделеев.
Ориз. 29.
Всеки елемент има своя собствена относителна атомна маса.
По същия начин, относителното молекулно тегло на веществото се обозначава с M r, например M r (H 2 0) \u003d 18.
Относителната атомна маса на елемента A r и относителната молекулна маса на веществото M r са величини, които нямат мерни единици.
За да разберете относителната молекулна маса на дадено вещество, не е необходимо да разделяте масата на неговата молекула на масата на водородния атом. Просто трябва да добавите относителните атомни маси на елементите, които образуват веществото, като вземете предвид броя на атомите, например:
Химическата формула съдържа важна информацияотносно веществото. Например формулата C0 2 показва следната информация:
Нека изчислим масовите дялове на елементите въглерод и кислород във въглероден диоксид CO 2 .
Ключови думи и фрази
- Химична формула.
- Индекси и коефициенти.
- Относителна атомна маса (A r).
- Относително молекулно тегло (M r).
- Масова част на елемент във вещество.
Работа с компютър
- Вижте електронното приложение. Проучете материала от урока и изпълнете предложените задачи.
- Потърсете в интернет имейл адреси, които могат да служат като допълнителни източници, които разкриват съдържанието на ключовите думи и фрази на параграфа. Предложете на учителя своята помощ при подготовката на нов урок - направете доклад за ключовите думи и фрази от следващия параграф.
Въпроси и задачи
- Какво означават записите: 3H; 2H20; 5O2?
- Запишете формулата на захарозата, ако е известно, че нейната молекула съдържа дванадесет въглеродни атома, двадесет и два водородни атома и единадесет кислородни атома.
- Използвайки фигура 2, запишете формулите на веществата и изчислете относителните им молекулни тегла.
- На коя форма на съществуване на химичния елемент кислород отговаря всеки от следните записи: 3O; 5O2; 4CO 2?
- Защо относителната атомна маса на даден елемент и относителната молекулна маса на дадено вещество нямат мерни единици?
- В кое от веществата, чиито формули са SO 2 и SO 3, масовата част на сярата е по-голяма? Подкрепете отговора си с изчисления.
- Изчислете масовите дялове на елементите в азотната киселина HNO 3 .
- Дайте пълна характеристика на глюкозата C 6 H 12 0 6, като използвате примера за описание на въглероден диоксид CO 2.
1. колко вещество калциев оксид има маса 140 g? (CaO)
2. Изчислете масата и обема на въглеродния диоксид CO2 по количеството на веществото 2,2 mol.
Отговори на въпросите.
3. Позиция на металите в PSCE, характеристики на тяхната електронна структура. Общи физични свойства на метала. Напишете електронни формули за калций, литий и алуминий.
Отговорете на въпросите. Да/Не
1. Основите задължително ли включват хидрокси група??? Не точно
2. Водоразтворимите хидроксиди се наричат алкали??? Не точно
3. Броят на хидрокси групите на атом на метален елемент е два пъти по-голям от валентността на този елемент ??? Не точно
4. Алкалите са част от почти всички минерали на Земята??? Не точно
5. В присъствието на основи фенолфталеинът става безцветен??? Не точно
6. Натриевият оксид реагира с вода, за да образува алкали?? Не точно
7. Алкали могат да се получат чрез взаимодействие на най-активните метали с вода ??? Не точно
8. Cuprum(2) оксидът активно взаимодейства с вода? Не точно
9. Алкално вещество ли е алуминиевият хидроксид? Не точно
10. Почервенява ли метилоранжът в присъствието на алкали? Не точно
11. Цинковият хидроксид амфотерен хидроксид ли е? Не точно
12. Бариевият хидроксид има формула Ba(OH)3? Не точно
Преди да отговорите на въпрос, не забравяйте да напишете номера на въпроса, на който отговаряте. Благодаря много предварително!
Дайте характеристиките на химичния елемент С според плана:а) позиция в PSCE - период, група, брой енергийни нива, брой електрони в последното ниво;
б) формулата на висшия оксид, неговата природа;
в) формулата на висшия хидроксид, неговата природа;
г) формула и наименование на летливото водородно съединение.
1) НЕ
2) NaCl
3) H2
4) H2O
В списъка на веществата киселинните оксиди включват:
1) Na2O, N2O5, CaO
2) N2O5, SO2, SiO2
3) CaO, SiO2, SO3
4) CuO, CO2, MgO
Кое от следните вещества ще взаимодейства с азотен оксид (V).
1) КОН;
2) НС1;
3) NaCl;
4) O2
Какви са химичните свойства на калциевия оксид?
Изберете верният отговор.
1) газ при нормални условия;
2) веществото е твърдо, бяло;
3) черно твърдо вещество;
4) безцветна летлива течност.
A5. Какво е името на SO3?
1) серен оксид;
2) серен оксид (II)
3) серен оксид (VI)
4) серен оксид (IV).
A6. Образуват се оксиди:
1) при изгаряне на прости и сложни вещества;
2) по време на разлагането на разтворими основи;
3) само при изгаряне на сложни вещества;
4) по време на разлагането на силициева киселина.
Кое от следните вещества ще реагира с цинков оксид?
1) H2O
2) НС1
3) O2
4) Al2O3
Установете съответствие между формулата и името на съответния оксид:
Формула
Име на оксида
А) CuO
B) Na2O
В) Mn2O7
D) SO3
1) меден (II) оксид
2) натриев оксид
3) серен оксид (VI)
4) манганов (II) оксид
5) калиев оксид
6) манганов оксид (VII)
Установете съответствие между формулата на оксида и реагентите, с всеки от които може да взаимодейства.
Формула
Реактиви
А) Na2O
B) CO2
В) Al2O3
1) HCl, Na(OH), K2CO3
2) H2O, CaO, Ca(OH)2
3) CO2, H2SO4, H2O
4) CaCl2, SiO2, K2O
Ванадиевият (V) оксид се получава чрез изгаряне на метален прах в кислород. Изчислете масата ванадий, необходима за получаване на оксид с маса 50 g.
Друга задача номер 3 в теста, която не разбирам. Дадени са химичните формули: a) MnO c) Fe e) 3SO3 g)Малки букви, представих под формата на цифри: z - 3; z - 2.
Изпълнете задача 1,2,3... като изберете един или повече верни отговора под букви а, б, в...
1. Коя буква означава две молекули хлор?
2. Кой запис гласи магнезий-хлор-две?
3. Изберете прости вещества.
4. Изберете формули само на вещества с индекс "1".
5. Изберете формулата на сложните вещества само с коефициент "1".
6. Намерете формули с химични елементи от странични подгрупи на D.I. Менделеев.
7. Намерете формули с химични елементи от третия период.
8 Определете сложното вещество, чието относително молекулно тегло е 170.
И ми помогни да разбера това. упражнение:
Като използвате данните от задача 3, отговорете на въпросите.
Какви формули съдържат еднакъв брой атоми на един и същи химичен елемент?
Химична формула е изображение със символи.
Знаци на химичните елементи
химичен знакили елемент химически символе първата или първите две букви от латинското име на този елемент.
Например: Ферум-Fe , купрум-Cu , кислород-Ои т.н.
Таблица 1: Информация, предоставена от химическия знак
| Интелигентност | По примера на Кл |
| Име на елемент | хлор |
| Неметални, халогенни | |
| Един артикул | 1 хлорен атом |
| (ар)даден елемент | Ar(Cl) = 35,5 |
| Абсолютна атомна маса на химичен елемент
m = Ar 1,66 10 -24 g = Ar 1,66 10 -27 kg |
M (Cl) \u003d 35,5 1,66 10 -24 \u003d 58,9 10 -24 g |
Името на химичен знак в повечето случаи се чете като име на химичен елемент. Например, К - калий, Ca - калций, Mg - магнезий, Mn - манган.
Случаите, при които името на химическия знак се чете по различен начин, са дадени в таблица 2:
| Име на химичния елемент | химичен знак | Името на химическия символ
(произношение) |
| Азот | н | En |
| Водород | з | Пепел |
| Желязо | Fe | Ферум |
| злато | Au | Aurum |
| Кислород | О | ОТНОСНО |
| Силиций | Si | Силиций |
| Мед | Cu | Купрум |
| Калай | сн | Станум |
| живак | hg | хидраргиум |
| Водя | Pb | Plumbum |
| Сяра | С | Ес |
| Сребро | Ag | Аргентум |
| въглерод | ° С | Це |
| Фосфор | П | Пе |
Химични формули на прости вещества
Химичните формули на повечето прости вещества (всички метали и много неметали) са знаците на съответните химични елементи.
Така вещество желязоИ химически елемент желязоса етикетирани еднакво Fe .
Ако има молекулярна структура (съществува под формата , тогава неговата формула е химичният знак на елемента с индексдолу вдясно, което показва брой атомив молекула: H2, O2, О 3, N 2, F2, Cl2, Br2, P4, S8.
Таблица 3: Информация, предоставена от химическия знак
| Интелигентност | Например C |
| Име на веществото | Въглерод (диамант, графит, графен, карабин) |
| Принадлежност на даден елемент към даден клас химични елементи | Неметални |
| Атом от един елемент | 1 въглероден атом |
| Относителна атомна маса (ар)елементът, който изгражда веществото | Ar(C)=12 |
| Абсолютна атомна маса | M (C) \u003d 12 1,66 10-24 \u003d 19,93 10 -24 g |
| Едно вещество | 1 мол въглерод, т.е. 6.02 10 23въглеродни атоми |
| M(C) = Ar(C) = 12 g/mol |
Химични формули на сложни вещества
Формулата на сложно вещество се съставя чрез изписване на знаците на химичните елементи, от които се състои това вещество, като се посочва броят на атомите на всеки елемент в молекулата. В този случай по правило се пишат химични елементи в ред на увеличаване на електроотрицателността според следната серия от упражнения:
Me, Si, B, Te, H, P, As, I, Se, C, S, Br, Cl, N, O, F
Например, H2O , CaSO4 , Al2O3 , CS2 , ОТ 2 , NaH.
Изключение е:
- някои съединения на азот с водород (напр. амоняк NH3 , хидразин N 2H4 );
- соли на органични киселини (напр. натриев формиат HCOONa , калциев ацетат (CH 3COO) 2Ca) ;
- въглеводороди ( CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ).
Химични формули на вещества, които съществуват във формата димери (НЕ 2 , P2О 3 , P2O5, едновалентни живачни соли, например: HgCl , HgNO3и т.н.), се записва във формата N 2 О 4,P4 О 6,P4 О 10,Hg 2 Cl2,Hg 2 ( НЕ 3) 2 .
Броят на атомите на химичен елемент в молекула и сложен йон се определя въз основа на концепцията валентностили степени на окислениеи записано индекс долу вдясноот знака на всеки елемент (индекс 1 е пропуснат). Това се основава на правилото:
алгебричната сума на степените на окисление на всички атоми в молекулата трябва да бъде равна на нула (молекулите са електрически неутрални), а в комплексния йон зарядът на йона.
Например:
2Al 3 + + 3SO 4 2- \u003d Al 2 (SO 4) 3
Използва се същото правило при определяне на степента на окисление на химичен елемент според формулата на вещество или комплекс. Обикновено това е елемент, който има няколко степени на окисление. Трябва да се знае степента на окисление на останалите елементи, образуващи молекулата или йона.
Зарядът на сложен йон е алгебричната сума от степените на окисление на всички атоми, които образуват йона. Следователно, когато се определя степента на окисление на химичен елемент в сложен йон, самият йон се огражда в скоби, а зарядът му се изважда извън скоби.
При съставяне на формули за валентноствеществото е представено като съединение, състоящо се от две частици от различен тип, чиито валентности са известни. По-нататък се наслаждавайте правило:
в една молекула произведението на валентността и броя на частиците от един тип трябва да бъде равно на произведението на валентността и броя на частиците от друг вид.
Например:
Числото пред формула в уравнението на реакцията се нарича коефициент. Тя посочва или брой молекули, или брой молове на дадено вещество.
Коефициентът преди химичния знак, показва броя на атомите на даден химичен елемент, а в случай, че знакът е формула на просто вещество, коефициентът показва или брой атоми, или броя молове от това вещество.
Например:
- 3 Fe- три железни атома, 3 мола железни атоми,
- 2 з- два водородни атома, 2 mol водородни атома,
- H2- една молекула водород, 1 мол водород.
Химичните формули на много вещества са определени емпирично, поради което се наричат "емпиричен".
Таблица 4: Информация, предоставена от химичната формула на сложно вещество
| Интелигентност | Например C aCO3 |
| Име на веществото | Калциев карбонат |
| Принадлежност на даден елемент към определен клас вещества | Средна (нормална) сол |
| Една молекула вещество | 1 молекула калциев карбонат |
| Един мол вещество | 6.02 10 23молекули CaCO3 |
| Относително молекулно тегло на веществото (Mr) | Mr (CaCO3) \u003d Ar (Ca) + Ar (C) + 3Ar (O) \u003d 100 |
| Моларна маса на вещество (M) | M (CaCO3) = 100 g/mol |
| Абсолютно молекулно тегло на веществото (m) | M (CaCO3) = Mr (CaCO3) 1,66 10 -24 g = 1,66 10 -22 g |
| Качествен състав (какви химични елементи образуват вещество) | калций, въглерод, кислород |
| Количественият състав на веществото: | |
| Броят на атомите на всеки елемент в една молекула на веществото: | Молекулата на калциевия карбонат е изградена от 1 атомкалций, 1 атомвъглерод и 3 атомакислород. |
| Броят молове от всеки елемент в 1 мол вещество: | В 1 mol CaCO 3(6,02 10 23 молекули) съдържа 1 mol(6,02 10 23 атома) калций, 1 mol(6,02 10 23 атома) въглерод и 3 mol(3 6,02 10 23 атома) на химичния елемент кислород) |
| Масов състав на веществото: | |
| Масата на всеки елемент в 1 мол вещество: | 1 мол калциев карбонат (100g) съдържа химични елементи: 40 г калций, 12g въглерод, 48 g кислород. |
| Масови фракции на химични елементи в вещество (състав на вещество в тегловни проценти):
|
Състав на калциев карбонат по маса:
W (Ca) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 40) / 100 \u003d 0,4 (40%) W (C) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 12) / 100 \u003d 0,12 (12%) W (О) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (3 16) / 100 \u003d 0,48 (48%) |
| За вещество с йонна структура (соли, киселини, основи) - формулата на веществото дава информация за броя на йоните от всеки тип в молекула, техния брой и маса на йони в 1 mol вещество:
|
Молекула CaCO 3се състои от йон Ca 2+и йон CO 3 2-
1 mol ( 6.02 10 23молекули) CaCO 3съдържа 1 mol Ca 2+ йониИ 1 мол йони CO 3 2-; 1 мол (100 g) калциев карбонат съдържа 40 g йони Ca 2+И 60g йони CO 3 2- |
| Моларен обем на вещество при нормални условия (само за газове) | |
Графични формули
За още пълна информацияотносно използваното вещество графични формули , които сочат реда, в който атомите са свързани в една молекулаИ валентност на всеки елемент.
Графичните формули на вещества, състоящи се от молекули, понякога в една или друга степен отразяват структурата (структурата) на тези молекули, в тези случаи те могат да бъдат наречени структурен .
За да съставите графична (структурна) формула на вещество, трябва:
- Определете валентността на всички химични елементи, които образуват вещество.
- Запишете знаците на всички химични елементи, които образуват веществото, всеки в количество, равно на броя на атомите на даден елемент в молекулата.
- Свържете знаците на химичните елементи с чертички. Всяка линия обозначава двойка, която прави връзка между химични елементи и следователно еднакво принадлежи и на двата елемента.
- Броят на чертичките около знака на даден химичен елемент трябва да съответства на валентността на този химичен елемент.
- При формулирането на кислородсъдържащи киселини и техните соли, водородните атоми и металните атоми са свързани с киселиннообразуващия елемент чрез кислороден атом.
- Кислородните атоми са свързани помежду си само при формулиране на пероксиди.
Примери за графични формули:
