Составление химических формул

Алгоритмы составления химических формул

Составление химических формул

Составлениехимических формул для соединений двуххимических элементов в тех случаях,когда для каждого элемента существуеттолько одна стехиометрическая валентность.

Алгоритм действияСоставление химической формулы оксида алюминия
Установление (по названию соединения) химических символов элементовАlО
Определение валентности атомов элементовАIIIОII
Вычисление наименьшего общего кратного6
Определение дополнительных множителей23
Указание числового отношения атомов в соединении2 : 3
Указание стехиометрических индексовАl2О3
Составление формулыАl2О3

Составлениехимических формул для соединений,которые существуют в водном растворев виде ионов.

Алгоритм действияСоставление химической формулы сульфата алюминия
Установление (по названию соединения) химических формул ионовАl3+SО42–
Определение числа зарядов ионов32
Вычисление наименьшего общего кратного6
Определение дополнительных множителей23
Указание числового отношения ионов2 : 3
Указание стехиометрических индексовАl2(SО4)3
Составление формулыАl2(SО4)3

Написание химических формул

Дляуказания в химических формулахстехиометрических индексов и зарядовионов существуют следующие правила.

1. Еслистехиометрический индекс относится кгруппе атомов, обозначающие эту группухимические символы ставятся в скобки:

С3Н5(ОН)3– в молекуле глицерина содержатся 3гидроксигруппы;

Ca(NО3)2– в формульной единице нитрата кальциясодержатся ионы кальция и нитрат-ионыв соотношении 1 : 2.

2.Данные о заряде сложного многоатомногоиона в химической формуле относятся ковсему иону:

SО42– – сульфат-ион – имеет двухкратныйотрицательный заряд;

NН4+ – ион аммония – имеет одинарныйположительный заряд.

3.Химическая формула комплексного ионаставится в квадратные скобки, за которымиуказывается его заряд; она состоит из:

– химическогосимвола центрального атома;

– химической формулы лиганда в круглых скобках;

– нижнегоиндекса, указывающего число лигандов.

[Fe(CN)6]4–– гексацианоферрат(II)-ион; в имеющемчетыре отрицательных заряда ионе шестьлигандов СN–(цианид-ион) связаны с центральным атомомFеII(катион железа Fe2+).

[Cu(NH3)4]2+–ион тетраамминмеди (II); в имеющем дваположи-тельных заряда ионе четырелиганда NH3(молекула аммиака) связаны с центральныматомом меди (ион Сu2+).

4.Химическая формула воды в гидратах икристаллогидратах отделяется точкойот химической формулы основноговещества.

CuSO4· 5H2O– пентагидрат сульфата меди (II)(медный купорос).

Классификация неорганических веществ и их свойства

Всенеорганические вещества делятся напростые и слож­ные.

Простыевещества подразделяются на металлы,неме­таллы и инертные газы.

Важнейшимиклассами сложных неорганических ве­ществявляются: оксиды,основания, кислоты, амфотерные гидрооксиды,соли.

Оксиды—это соединения двух элементов, один изко­торых кислород. Общая формулаоксидов:

ЭmOn

где m–числоатомов элемента Э;

n– число атомов кисло­рода.

Примерыоксидов: К2О,CaO,SO2,P2O5

Основания– это сложные вещества, молекулы которыхсостоят из атома металла и одной илинескольких гидроксидных групп – ОН.Общая формула оснований:

Me(ОН)y

где учислогидроксидных групп, равное валентностиметалла (Me).

Примерыоснований: NaOH,Ca(OH)2,Со(ОН)3

Кислоты—это сложные вещества, содержащие атомыводорода, которые могут замещатьсяатомами металла.

Общаяформула кислот

НхАсу

где Ас – кислотный остаток (от англ., acidкислота);

хчислоатомов водорода, равное валентностикислотного ос­татка.

Примерыкислот: НС1, HNO3,H2SO4,H3PO4

Амфотерныегидроксиды– это сложные вещества, ко­торые имеютсвойства кислот и свойства оснований.По­этому формулы амфотерных гидроксидовможно записы­вать в форме основанийи в форме кислот. Примеры амфотерныхгидроксидов:

Zn(OH)2= H2ZnO2

Al(OH)3= H3AlO3

форма форма

оснований кислот

Соли– это сложные вещества, которые являютсяпро­дуктами замещения атомов водородав молекулах кислот атомами металла илипродуктами замещения гидроксидныхгрупп в молекулах оснований кислотнымиостатками. На­пример:

НСl кислотаNаСl соль
Са(ОН)2 основаниеСа(NО3)2 соль

Составнормальных солей выражается общейформулой:

Мех(Ас)у

где хчислоатомов металла; у—число кислотных остат­ков.

Примерысолей: K3PO4;MgSO4;Al2(SO)3;FeCl3.

Оксиды

Название оксида=“Оксид”+Название элемента (в род, пад.)+Валентность элемента (римскими цифрами)

Например:СО – оксид углерода (II)– (читается: “ок­сид углерода два”);СО2– оксид углерода (IV);Fe2O3– оксид железа (III).

Еслиэлемент имеет постоянную валентность,ее в назва­нии оксида не указывают.Например: Nа2О– оксид на­трия; Аl2О3– оксид алюминия.

Классификация

Всеоксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие (или индифферентные).

Несолеобразующие(индифферентные) оксиды— это ок­сиды, которые не образуютсолей при взаимодействии с кислотамии основаниями. Их немного. Запомнитечетыре несолеобразующих оксида: СО,SiO,N2O,NO.

Солеобразующиеоксиды— это оксиды, которые образу­ют солипри взаимодействии с кислотами илиоснования­ми. Например:

Na2O+ 2НС1 = 2NaCl+ Н 2О

оксид кислота соль

SO3+2NaOH=Na2SO4+Н2О
оксидоснованиесоль

Многиесолеобразующие оксиды взаимодействуютс водой. Продукты взаимодействия оксидовс водой называ­ются гидратами оксидов(или гидроксидами). Например:

Na2O=H2O+2NaOH
оксидгидроксид

Некоторыеоксиды с водой не взаимодействуют, ноим соответствуют гидроксиды, которыеможно получить кос­венным (непрямым)путем. В зависимости от характерасоответствующих гидроксидов всесолеобразующие оксиды делятся на тритипа: ос­новные, кислотные, амфотерные.

Основныеоксиды— это оксиды, гидраты которых явля­ютсяоснованиями. Например:

Основные оксидыОснования

Всеосновные оксиды являются оксидамиметаллов.

Кислотныеоксиды— это оксиды, гидраты которых яв­ляютсякислотами. Например:

Кислотные оксидыКислоты

Большинствокислотных оксидов являются оксидамине­металлов. Кислотными оксидамиявляются также оксиды некоторых металловс высокой валентностью. Например: ,

Амфотерныеоксиды— это оксиды, которым соответству­ютамфотерные гидроксиды.

Всеамфотерные оксиды являются оксидамиметаллов.

Следовательно,неметаллыобразуют только кислотныеоксиды;металлыобразуютвсе основные,все амфотерныеи некоторые кислотныеоксиды.

Всеоксиды одновалентныхметаллов (Na2O,K2O,Cu2Oи др.) являются основными. Большинствооксидов двухва­лентныхметаллов (CaO,BaO,FeOи др.) также являются основными.

Исключения:BeO,ZnO,PbO,SnO,которые являются амфотерными. Большинствооксидов трех-иче­тырехвалентныхметаллов являютсяамфотерными: ,,,,и др. Оксиды металлов свалентностью V, VI, VII.

являются кислотными: ,,идр.

Металлыс переменной валентностью могутобразовы­вать оксиды всех трех типов.

Например:СrО – основный оксид, Сr2О3– амфотерный оксид, СrО3– кислотный оксид.

Графическиеформулы

Вмолекуле оксида атом металла непосредственносоединяется с атомами кислорода.

Источник: https://StudFiles.net/preview/2986956/page:2/

Химические формулы веществ

Составление химических формул

Химические формула – это изображение качественного и количественного состава вещества с помощью символов химических элементов.

Знаки химических элементов

Химический знак или химический символ элемента – это первая или две первые буквы от латинского названия этого элемента.

Например: Ferrum – Fe, Cuprum – Cu,  Oxygenium – O и т.д.

Таблица 1: Информация, которую дает химический знак

СведенияНа примере Cl
Название элементаХлор
Принадлежность элемента к данному классу химических элементовНеметалл, галоген
Один атом элемента1 атом хлора
Относительная атомная масса (Ar) данного элементаAr(Cl) = 35,5
Абсолютная атомная масса химического элемента

m = Ar · 1,66·10-24г = Ar · 1,66 · 10-27кг

M(Cl) = 35,5 · 1,66 · 10-24 = 58,9 · 10-24г

Название химического знака в большинстве случаев читается как название химического элемента. Например, К – калий, Са – кальций, Mg – магний, Mn – марганец.

Случаи, когда название химического знака читается иначе, приведены в таблице 2:

Название химического элементаХимический знакНазвание химического знака

(произношение)

АзотNЭн
ВодородHАш
ЖелезоFeФеррум
ЗолотоAuАурум
КислородOО
КремнийSiСилициум
МедьCuКупрум
ОловоSnСтанум
РтутьHgГидраргиум
СвинецPbПлюмбум
СераSЭс
СереброAgАргентум
УглеродCЦэ
ФосфорPПэ

Химические формулы простых веществ

Химическими формулами большинства простых веществ (всех металлов и многих неметаллов) являются знаки соответствующих химических элементов.

Так вещество железо и химический элемент железо обозначаются одинаково – Fe.

Если простое вещество имеет молекулярную структуру (существует в виде молекул, то его формулой является химический знак элемента с индексом внизу справа, указывающим число атомов в молекуле: H2, O2, O3, N2, F2, Cl2, Br2, P4, S8.

Таблица 3: Информация, которую дает химический знак

СведенияНа примере C
Название веществаУглерод (алмаз, графит, графен, карбин)
Принадлежность элемента к данному классу химических элементовНеметалл
Один атом элемента1 атом углерода
Относительная атомная масса (Ar) элемента, образующего веществоAr(C) = 12
Абсолютная атомная массаM(C) = 12 · 1,66 · 10-24 = 19,93 · 10-24г
Один моль вещества1 моль углерода, т.е. 6,02 · 1023 атомов углерода
Молярная масса веществаM(C) = Ar(C) = 12 г/моль

Химические формулы сложных веществ

Формулу сложного вещества составляют путем записи знаков химических элементов, из которых это вещество состоит, с указанием числа атомов каждого элемента в молекуле. При этом, как правило, химические элементы записывают в порядке увеличения их электроотрицательности в соответствии со следующим практическим рядом:

Me, Si, B, Te, H, P, As, I, Se, C, S, Br, Cl, N, O, F

Например, H2O, CaSO4, Al2O3, CS2, OF2, NaH.

Исключение составляют:

  • некоторые соединения азота с водородом (например, аммиакNH3, гидразинN2H4);
  • соли органических кислот (например, формиат натрияHCOONa, ацетат кальция(CH3COO)2Ca);
  • углеводороды (CH4, C2H4, C2H2).

Химические формулы веществ, существующих в виде димеров (NO2, P2O3, P2O5, соли одновалентной ртути, например: HgCl, HgNO3 и др.), записывают в виде N2O4, P4O6, P4O10, Hg2Cl2, Hg2(NO3)2.

Число атомов химического элемента в молекуле и сложном ионе определяется на основании понятия валентности или степени окисления и записывается индексом внизу справа от знака каждого элемента (индекс 1 опускается). При этом исходят из правила:

алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле должна быть равной нулю (молекулы электронейтральны), а в сложном ионе – заряду иона.

Например:

2Al3+ +3SO42- =Al2(SO4)3

Этим же правилом пользуются при определении степени окисления химического элемента по формуле вещества или сложного иона. Обычно это элемент, имеющий несколько степеней окисления. Степени окисления остальных элементов, образующих молекулу или ион должны быть известны.

Заряд сложного иона – это алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, образующих ион. Поэтому при определении степени окисления химического элемента в сложном ионе сам ион заключается в скобки, а его заряд выносится за скобки.

При составлении формул по валентности вещество представляют, как соединение, состоящее из двух частиц различного типа, валентности которых известны. Далее пользуются правилом:

в молекуле произведение валентности на число частиц одного типа должно быть равным произведению валентности на число частиц другого типа.

Например:

Цифра, стоящая перед формулой в уравнении реакции, называется коэффициентом. Она указывает либо число молекул, либо число молей вещества.

Коэффициент, стоящий перед химическим знаком, указывает число атомов данного химического элемента, а в случае, когда знак является формулой простого вещества, коэффициент указывает либо число атомов, либо число молей этого вещества.

Например:

  • 3Fe – три атома железа, 3 моль атомов железа,
  • 2H – два атома водорода, 2 моль атомов водорода,
  • H2 – одна молекула водорода, 1 моль водорода.

Химические формулы многих веществ были определены опытным путем, поэтому их называют «эмпирическими».

Таблица 4: Информация, которую дает химическая формула сложного вещества

СведенияНа примере CaCO3
Название веществаКарбонат кальция
Принадлежность элемента к определенному классу веществСредняя (нормальная) соль
Одна молекула вещества1 молекула карбоната кальция
Один моль вещества6,02 · 1023 молекул CaCO3
Относительная молекулярная масса вещества (Мr)Мr(CaCO3) = Ar(Ca)+Ar(C) +3Ar(O)=100
Молярная масса вещества (M)М(CaCO3) = 100 г/моль
Абсолютная молекулярная масса вещества (m)M(CaCO3) = Mr(CaCO3) · 1,66 · 10-24г = 1,66 · 10-22 г
Качественный состав (какие химические элементы образуют вещество)кальций, углерод, кислород
Количественный состав вещества:
Число атомов каждого элемента в одной молекуле вещества:молекула карбоната кальция состоит из 1 атома кальция, 1 атома углерода и 3 атомов кислорода.
Число молей каждого элемента в 1 моле вещества: В 1 моль СаСО3 (6,02 ·1023 молекулах) содержится 1 моль (6,02 ·1023 атомов) кальция, 1 моль (6,02 ·1023 атомов) углерода и 3 моль (3·6,02·1023 атомов) химического элемента кислорода)
Массовый состав вещества:
Масса каждого элемента в 1 моле вещества:1 моль карбоната кальция (100г) содержит химических элементов: 40г кальция12г углерода48г кислорода.
Массовые доли химических элементов в веществе (состав вещества в процентах по массе):Состав карбоната кальция по массе:

W(Ca) = (n(Ca)·Ar(Ca))/Mr(CaCO3) = (1·40)/100= 0,4 (40%)

W(C) = (n(Ca) ·Ar(Ca))/Mr(CaCO3) = (1·12)/100= 0,12 (12%)

W(О) = (n(Ca) ·Ar(Ca))/Mr(CaCO3) = (3·16)/100= 0,48 (48%)

Для вещества с ионной структурой (соли, кислоты, основания) – формула вещества дает информацию  о числе ионов каждого вида в молекуле, их количестве и массе ионов в 1 моль вещества: Молекула СаСО3  состоит  из иона Са2+ и иона СО32-

 1 моль (6,02·1023 молекул) СаСО3 содержит 1 моль ионов Са2+и 1 моль ионов СО32-;

1 моль (100г) карбоната кальция содержит 40г ионов Са2+ и 60г ионов СО32- 

Молярный объем вещества при нормальных условиях (только для газов)

Графические формулы

Для получения более полной информации о веществе пользуются графическими формулами, которые указывают порядок соединения атомов в молекуле и валентность каждого элемента.

Графические формулы веществ, состоящих из молекул, иногда, в той или иной степени, отражают и строение (структуру) этих молекул, в этих случаях их можно назвать структурными.

Для составления графической (структурной) формулы вещества необходимо:

  • Определить валентность всех химических элементов, образующих вещество.
  • Записать знаки всех химических элементов, образующих вещество, каждый в количестве, равном числу атомов данного элемента в молекуле.
  • Соединить знаки химических элементов черточками.

    Каждая черточка обозначает электронную пару, осуществляющую связь между химическими элементами и поэтому одинаково принадлежит обоим элементам.

  • Число черточек, окружающих знак химического элемента, должно соответствовать валентности этого химического элемента.

  • При составлении формул кислородсодержащих кислот и их солей атомы водорода и атомы металлов связываются с кислотообразующим элементом через атом кислорода.
  • Атомы кислорода соединяют друг с другом только при составлении формул пероксидов.

Примеры графических формул:

Метельский А.В.
Источник: Метельский А.В., Химия в Экзаменационных вопросах и ответах, Минск, изд. «Беларуская энцыклапедыя», 1999 год
Дата в источнике: 1999 год

Источник: https://mplast.by/encyklopedia/himicheskie-formulyi-veshhestv/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.