Les chimistes du monde entier reflètent très joliment et de manière concise la composition de substances simples et complexes sous la forme de formules chimiques. Les formules chimiques sont des analogues de mots écrits à l'aide de lettres - signes d'éléments chimiques.
Utilisons des symboles chimiques pour exprimer la composition de la substance la plus courante sur Terre - l'eau. Une molécule d'eau contient deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène. Traduisons maintenant cette phrase en une formule chimique en utilisant les symboles chimiques (hydrogène - H et oxygène - O). Nous écrivons le nombre d'atomes dans la formule en utilisant des indices - les nombres ci-dessous à droite du symbole chimique (l'indice 1 pour l'oxygène n'est pas écrit): H 2 0 (lire "ash-two-o").
Les formules des substances simples d'hydrogène et d'oxygène, dont les molécules sont constituées de deux atomes identiques, s'écrivent comme suit: H 2 (lire "cendre-deux") et 0 2 (lire "o-deux") (Fig. 26 ).
Riz. 26.
Modèles de molécules et formules d'oxygène, d'hydrogène et d'eau
Pour refléter le nombre de molécules, on utilise des coefficients qui sont écrits devant les formules chimiques : par exemple, l'entrée 2CO 2 (lire "deux-ce-o-deux") signifie deux molécules de dioxyde de carbone, dont chacune est constituée d'un atome de carbone et deux atomes d'oxygène.
Les coefficients s'écrivent de la même manière lorsque le nombre d'atomes libres d'un élément chimique est indiqué. Par exemple, nous devons écrire l'expression : cinq atomes de fer et sept atomes d'oxygène. Procédez comme suit : 5Fe et 7O.
Les tailles des molécules, et plus encore des atomes, sont si petites qu'elles ne peuvent pas être vues même dans les meilleurs microscopes optiques, ce qui donne une augmentation de 5 à 6 000 fois. Ils ne peuvent pas être vus au microscope électronique, ce qui donne une augmentation de 40 000 fois. Naturellement, la taille négligeable des molécules et des atomes correspond à leurs masses négligeables. Les scientifiques ont calculé, par exemple, que la masse d'un atome d'hydrogène est de 0,000 000 000 000 000 000 000 001 674 g, ce qui peut être représenté par 1,674 10 -24 g, la masse de l'atome d'oxygène est de 0,000 000 000 000 000 000 000 026 667 g, soit 2 6667 10 -23 g, la masse d'un atome de carbone est de 1,993 10 -23 g et la masse d'une molécule d'eau est de 3,002 10 -23 g.
Calculons combien de fois la masse d'un atome d'oxygène est supérieure à la masse d'un atome d'hydrogène, l'élément le plus léger :
De même, la masse d'un atome de carbone est 12 fois supérieure à la masse d'un atome d'hydrogène :
Riz. 27. La masse d'un atome de carbone est égale à la masse de 12 atomes d'hydrogène
La masse d'une molécule d'eau est 18 fois supérieure à la masse d'un atome d'hydrogène (Fig. 28). Ces valeurs montrent combien de fois la masse d'un atome d'un élément chimique donné est supérieure à la masse d'un atome d'hydrogène, c'est-à-dire qu'elles sont relatives.
Riz. 27. La masse d'un atome d'eau est égale à la masse de 18 atomes d'hydrogène
Actuellement, les physiciens et les chimistes sont d'avis que la masse atomique relative d'un élément est une valeur indiquant combien de fois la masse de son atome est supérieure à 1/12 de la masse d'un atome de carbone. La masse atomique relative est notée Ar, où r est la lettre initiale du mot anglais relatif, qui signifie « relatif ». Par exemple, A r (0) = 16, A r (C) = 12, A r (H) = 1.
Chaque élément chimique a sa propre valeur de masse atomique relative (Fig. 29). Les valeurs des masses atomiques relatives des éléments chimiques sont indiquées dans les cellules qui leur correspondent dans le tableau de D. I. Mendeleïev.
Riz. 29.
Chaque élément a sa propre masse atomique relative.
De même, le poids moléculaire relatif d'une substance est désigné par M r, par exemple, M r (H 2 0) \u003d 18.
La masse atomique relative de l'élément A r et la masse moléculaire relative de la substance M r sont des grandeurs qui n'ont pas d'unités de mesure.
Pour connaître la masse moléculaire relative d'une substance, il n'est pas nécessaire de diviser la masse de sa molécule par la masse de l'atome d'hydrogène. Il suffit d'ajouter les masses atomiques relatives des éléments qui forment la substance, en tenant compte du nombre d'atomes, par exemple :
La formule chimique contient une information important sur le fond. Par exemple, la formule C0 2 affiche les informations suivantes :
Calculons les fractions massiques des éléments carbone et oxygène dans le dioxyde de carbone CO 2 .
Mots clés et expressions
- Formule chimique.
- Indices et coefficients.
- Masse atomique relative (A r).
- Poids moléculaire relatif (Mr).
- Fraction massique d'un élément dans une substance.
Travailler avec l'ordinateur
- Consultez la demande électronique. Étudiez le matériel de la leçon et complétez les tâches suggérées.
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Questions et tâches
- Que signifient les entrées : 3H ; 2H 2 O; 5O2 ?
- Écrivez la formule du saccharose si l'on sait que sa molécule contient douze atomes de carbone, vingt-deux atomes d'hydrogène et onze atomes d'oxygène.
- À l'aide de la figure 2, notez les formules des substances et calculez leurs poids moléculaires relatifs.
- A quelle forme d'existence de l'élément chimique oxygène correspond chacune des entrées suivantes : 3O ; 5O2; 4CO 2 ?
- Pourquoi la masse atomique relative d'un élément et la masse moléculaire relative d'une substance n'ont-elles pas d'unités de mesure ?
- Dans laquelle des substances dont les formules sont SO 2 et SO 3, la fraction massique de soufre est la plus élevée ? Justifiez votre réponse par des calculs.
- Calculer les fractions massiques des éléments dans l'acide nitrique HNO 3 .
- Donner une caractérisation complète du glucose C 6 H 12 0 6 en utilisant l'exemple de description du dioxyde de carbone CO 2.
1. quelle quantité de substance d'oxyde de calcium a une masse de 140 g ? (CaO)
2. Calculez la masse et le volume de dioxyde de carbone CO2 par la quantité de substance 2,2 mol.
Répondez aux questions.
3. Position des métaux dans PSCE, caractéristiques de leur structure électronique. Propriétés physiques générales du métal. Écrire des formules électroniques pour le calcium, le lithium et l'aluminium.
Répondez aux questions.Oui/Non
1. Les bases incluent-elles nécessairement un groupe hydroxy ??? Pas vraiment
2. Les hydroxydes solubles dans l'eau sont appelés alcalis ??? Pas vraiment
3. Le nombre de groupes hydroxy par atome d'un élément métallique est le double de la valence de cet élément ??? Pas vraiment
4. Les alcalis font partie de presque tous les minéraux de la Terre ??? Pas vraiment
5. En présence d'alcalis, la phénolphtaléine devient incolore ??? Pas vraiment
6. L'oxyde de sodium réagit avec l'eau pour former un alcali ?? Pas vraiment
7. Les alcalins peuvent être obtenus par l'interaction des métaux les plus actifs avec l'eau ??? Pas vraiment
8. L'oxyde de cuprum(2) interagit activement avec l'eau ? Pas vraiment
9. L'hydroxyde d'aluminium est-il un alcali ? Pas vraiment
10. Le méthyl orange devient-il rouge en présence d'alcalis ? Pas vraiment
11. L'hydroxyde de zinc est-il un hydroxyde amphotère ? Pas vraiment
12. L'hydroxyde de baryum a la formule Ba(OH)3? Pas vraiment
Avant de répondre à une question, assurez-vous d'écrire le numéro de la question à laquelle vous répondez. Merci beaucoup d'avance!
Donner les caractéristiques de l'élément chimique C selon le plan :a) position dans le PSCE - période, groupe, nombre de niveaux d'énergie, nombre d'électrons dans le dernier niveau ;
b) la formule de l'oxyde supérieur, sa nature ;
c) la formule de l'hydroxyde supérieur, son caractère ;
d) formule et nom du composé hydrogène volatil.
1) NON
2) NaCl
3) H2
4) H2O
Dans la liste des substances, les oxydes d'acide comprennent:
1) Na2O, N2O5, CaO
2) N2O5, SO2, SiO2
3) CaO, SiO2, SO3
4) CuO, CO2, MgO
Laquelle des substances suivantes interagira avec l'oxyde nitrique (V).
1) KOH ;
2) HCl;
3) NaCl;
4)O2
Quelles sont les propriétés chimiques de l'oxyde de calcium ?
Choisis la bonne réponse.
1) gaz dans des conditions normales ;
2) la substance est solide, blanche ;
3) solide noir ;
4) liquide volatil incolore.
A5. Quel est le nom du SO3 ?
1) oxyde de soufre ;
2) oxyde de soufre (II)
3) oxyde de soufre (VI)
4) oxyde de soufre (IV).
A6. Les oxydes se forment :
1) lors de la combustion de substances simples et complexes;
2) lors de la décomposition des bases solubles ;
3) uniquement lors de la combustion de substances complexes ;
4) lors de la décomposition de l'acide silicique.
Laquelle des substances suivantes réagira avec l'oxyde de zinc ?
1) H2O
2) HCl
3)O2
4) Al2O3
Etablir une correspondance entre la formule et le nom de l'oxyde correspondant :
Formule
Nom de l'oxyde
A) CuO
B) Na2O
C) Mn2O7
D) SO3
1) oxyde de cuivre (II)
2) oxyde de sodium
3) oxyde de soufre (VI)
4) oxyde de manganèse (II)
5) oxyde de potassium
6) oxyde de manganèse (VII)
Établir une correspondance entre la formule de l'oxyde et les réactifs avec chacun desquels il peut interagir.
Formule
Réactifs
A) Na2O
B) CO2
C) Al2O3
1) HCl, Na(OH), K2CO3
2) H2O, CaO, Ca(OH)2
3) CO2, H2SO4, H2O
4) CaCl2, SiO2, K2O
L'oxyde de vanadium (V) est obtenu en brûlant de la poudre métallique dans de l'oxygène. Calculer la masse de vanadium nécessaire pour obtenir une masse d'oxyde de 50 g.
Une autre tâche numéro 3 dans le test, que je ne comprends pas. Les formules chimiques sont données : a) MnO c) Fe e) 3SO3 g)Lettres minuscules, je les ai présentées sous forme de chiffres : z - 3 ; z-2.
Terminez la tâche 1,2,3... en sélectionnant une ou plusieurs bonnes réponses sous les lettres a, b, c...
1. Quelle lettre désigne deux molécules de chlore ?
2. Quelle entrée indique magnésium-chlore-deux ?
3. Choisissez des substances simples.
4. Sélectionnez uniquement les formules des substances avec l'indice "1".
5. Sélectionnez la formule des substances complexes avec le coefficient "1" uniquement.
6. Trouvez des formules avec des éléments chimiques de sous-groupes latéraux de D.I. Mendeleev.
7. Trouvez des formules avec des éléments chimiques de la troisième période.
8 Déterminez la substance complexe dont le poids moléculaire relatif est de 170.
Et aidez-moi à comprendre cela. exercer:
En utilisant les données de la tâche 3, répondez aux questions.
Quelles formules contiennent le même nombre d'atomes du même élément chimique ?
Formule chimique est une image avec des symboles.
Signes d'éléments chimiques
signe chimique ou symbole chimique de l'élément est la première ou les deux premières lettres du nom latin de cet élément.
Par exemple: Ferrum-Fe , cuprum-Cu , oxygénium-O etc.
Tableau 1 : Informations fournies par la marque chimique
| Intelligence | Sur l'exemple de Cl |
| Nom de l'élément | Chlore |
| Non métallique, halogène | |
| Un article | 1 atome de chlore |
| (ar)élément donné | Ar(Cl) = 35,5 |
| Masse atomique absolue d'un élément chimique
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 |
Le nom d'un signe chimique est dans la plupart des cas lu comme le nom d'un élément chimique. Par exemple, K-potassium, Ca-calcium, Mg - magnésium, Mn - manganèse.
Les cas où le nom de la marque chimique est lu différemment sont donnés dans le tableau 2 :
| Nom de l'élément chimique | signe chimique | Le nom du symbole chimique
(prononciation) |
| Azote | N | Fr |
| Hydrogène | H | Cendre |
| Fer | Fe | Ferrum |
| Or | Au | Aurum |
| Oxygène | O | À PROPOS |
| Silicium | Si | Silicium |
| Cuivre | Cu | Cuprum |
| Étain | sn | Stanum |
| Mercure | hg | hydrargium |
| Mener | Pb | Plumbum |
| Soufre | S | Es |
| Argent | AG | Argentum |
| Carbone | C | Tsé |
| Phosphore | P | Pe |
Formules chimiques de substances simples
Les formules chimiques de la plupart des substances simples (tous les métaux et de nombreux non-métaux) sont les signes des éléments chimiques correspondants.
Donc substance fer Et élément chimique fer sont étiquetés de la même manière Fe .
S'il a une structure moléculaire (existe sous la forme , alors sa formule est le signe chimique de l'élément avec indice en bas à droite, indiquant nombre d'atomes dans une molécule : H2, O2, O 3, N 2, F2, Cl2, Br2, P4, S8.
Tableau 3 : Informations fournies par la marque chimique
| Intelligence | Par exemple C |
| Nom de la substance | Carbone (diamant, graphite, graphène, carabine) |
| Appartenance d'un élément à une classe donnée d'éléments chimiques | Non métallique |
| Un atome d'élément | 1 atome de carbone |
| Masse atomique relative (ar) l'élément qui compose la substance | Ar(C)=12 |
| Masse atomique absolue | M (C) \u003d 12 1,66 10-24 \u003d 19,93 10 -24 g |
| Une substance | 1 mole de carbone, soit 6.02 10 23 atomes de carbone |
| M(C) = Ar(C) = 12 g/mol |
Formules chimiques de substances complexes
La formule d'une substance complexe est compilée en écrivant les signes des éléments chimiques dont cette substance est constituée, en indiquant le nombre d'atomes de chaque élément dans la molécule. Dans ce cas, en règle générale, les éléments chimiques sont écrits par ordre d'électronégativité croissante selon les séries d'exercices suivantes :
Moi , Si , B , Te , H , P , As , Je , Se , C , S , Br , Cl , N , O , F
Par exemple, H2O , CaSO4 , Al2O3 , CS2 , DE 2 , NaH.
L'exception est :
- certains composés d'azote avec de l'hydrogène (par exemple, ammoniac NH3 , hydrazine N 2H4 );
- sels d'acides organiques (par exemple, formiate de sodium HCOONa , acétate de calcium (CH3directeur de l'exploitation) 2Californie) ;
- hydrocarbures ( CH 4 , C2H4 , C2H2 ).
Formules chimiques des substances qui existent sous la forme dimères (NON 2 , P2O 3 , P2O5, sels de mercure monovalents, par exemple : HgCl , HgNO3 etc.), s'écrit sous la forme N 2 O 4 ,P4 O 6 ,P4 O 10 ,Hg 2 Cl2,Hg 2 ( NON 3) 2 .
Le nombre d'atomes d'un élément chimique dans une molécule et un ion complexe est déterminé sur la base du concept valence ou états d'oxydation et enregistré index en bas à droite du signe de chaque élément (l'index 1 est omis). Ceci est basé sur la règle :
la somme algébrique des états d'oxydation de tous les atomes d'une molécule doit être égale à zéro (les molécules sont électriquement neutres), et dans un ion complexe, la charge de l'ion.
Par exemple:
2Al 3 + + 3SO 4 2- \u003d Al 2 (SO 4) 3
La même règle est utilisée lors de la détermination du degré d'oxydation d'un élément chimique selon la formule d'une substance ou d'un complexe. C'est généralement un élément qui a plusieurs états d'oxydation. Les états d'oxydation des éléments restants formant la molécule ou l'ion doivent être connus.
La charge d'un ion complexe est la somme algébrique des états d'oxydation de tous les atomes qui forment l'ion. Par conséquent, lors de la détermination de l'état d'oxydation d'un élément chimique dans un ion complexe, l'ion lui-même est entre parenthèses et sa charge est retirée des parenthèses.
Lors de la compilation des formules de valence la substance est représentée comme un composé constitué de deux particules de types différents, dont les valences sont connues. Profitez davantage règle:
dans une molécule, le produit de la valence et du nombre de particules d'un type doit être égal au produit de la valence et du nombre de particules d'un autre type.
Par exemple:
Le nombre devant une formule dans une équation de réaction s'appelle coefficient. Elle indique soit nombre de molécules, ou nombre de moles d'une substance.
Le coefficient devant le signe chimique, indique le nombre d'atomes d'un élément chimique donné, et dans le cas où le signe est une formule d'une substance simple, le coefficient indique soit nombre d'atomes, ou le nombre de moles de cette substance.
Par exemple:
- 3 Fe- trois atomes de fer, 3 moles d'atomes de fer,
- 2 H- deux atomes d'hydrogène, 2 mol atomes d'hydrogène,
- H2- une molécule d'hydrogène, 1 mole d'hydrogène.
Les formules chimiques de nombreuses substances ont été déterminées empiriquement, c'est pourquoi elles sont appelées "empirique".
Tableau 4 : Informations fournies par la formule chimique d'une substance complexe
| Intelligence | Par exemple C aCO3 |
| Nom de la substance | Carbonate de calcium |
| Appartenance d'un élément à une certaine classe de substances | Sel moyen (normal) |
| Une molécule d'une substance | 1 molécule de carbonate de calcium |
| Une mole d'une substance | 6.02 10 23 molécules CaCO3 |
| Poids moléculaire relatif de la substance (Mr) | M. (CaCO3) \u003d Ar (Ca) + Ar (C) + 3Ar (O) \u003d 100 |
| Masse molaire d'une substance (M) | M (CaCO3) = 100 g/mol |
| Poids moléculaire absolu d'une substance (m) | M (CaCO3) = Mr (CaCO3) 1,66 10 -24 g = 1,66 10 -22 g |
| Composition qualitative (quels éléments chimiques forment une substance) | calcium, carbone, oxygène |
| La composition quantitative de la substance: | |
| Le nombre d'atomes de chaque élément dans une molécule d'une substance : | La molécule de carbonate de calcium est constituée de 1 atome calcium, 1 atome carbone et 3 atomes oxygène. |
| Le nombre de moles de chaque élément dans 1 mole d'une substance : | En 1 mole CaCO3(6.02 10 23 molécules) contient 1 mole(6,02 10 23 atomes) de calcium, 1 mole(6,02 10 23 atomes) de carbone et 3 moles(3 6,02 10 23 atomes) de l'élément chimique oxygène) |
| Composition massique de la substance : | |
| La masse de chaque élément dans 1 mole d'une substance : | 1 mole de carbonate de calcium (100g) contient des éléments chimiques : 40g de calcium, 12g de carbone, 48g d'oxygène. |
| Fractions massiques d'éléments chimiques dans une substance (composition d'une substance en pourcentage en poids):
|
Composition du carbonate de calcium en masse :
W (Ca) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 40) / 100 \u003d 0,4 (40%) W (C) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / M. (CaCO3) \u003d (1 12) / 100 \u003d 0,12 (12%) W (O) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / M. (CaCO3) \u003d (3 16) / 100 \u003d 0,48 (48%) |
| Pour une substance à structure ionique (sels, acides, bases) - la formule d'une substance donne des informations sur le nombre d'ions de chaque type dans une molécule, leur nombre et leur masse d'ions dans 1 mol d'une substance :
|
Molécule CaCO3 est constitué d'un ion Environ 2+ et des ions CO 3 2-
1 mole ( 6.02 10 23 molécules) CaCO3 contient 1 mole d'ions Ca 2+ Et 1 mole d'ions CO 3 2-; 1 mole (100g) de carbonate de calcium contient 40g d'ions Environ 2+ Et 60g d'ions CO 3 2- |
| Volume molaire d'une substance dans des conditions normales (uniquement pour les gaz) | |
Formules graphiques
Pour plus information complète sur la substance utilisée formules graphiques , qui indiquent l'ordre dans lequel les atomes sont connectés dans une molécule Et valence de chaque élément.
Les formules graphiques de substances constituées de molécules reflètent parfois, à un degré ou à un autre, la structure (structure) de ces molécules. Dans ces cas, elles peuvent être appelées de construction .
Pour établir une formule graphique (structurelle) d'une substance, vous devez :
- Déterminer la valence de tous les éléments chimiques qui forment une substance.
- Notez les signes de tous les éléments chimiques qui forment une substance, chacun en quantité égale au nombre d'atomes d'un élément donné dans une molécule.
- Connectez les signes des éléments chimiques avec des tirets. Chaque ligne désigne une paire qui établit une connexion entre les éléments chimiques et appartient donc également aux deux éléments.
- Le nombre de tirets entourant le signe d'un élément chimique doit correspondre à la valence de cet élément chimique.
- Lors de la formulation d'acides contenant de l'oxygène et de leurs sels, des atomes d'hydrogène et des atomes de métal sont liés à l'élément formant l'acide par l'intermédiaire d'un atome d'oxygène.
- Les atomes d'oxygène ne sont connectés les uns aux autres que lors de la formulation des peroxydes.
Exemples de formules graphiques :
