Химическая формула. Относителная атомная и молекулярная масса

«Химия 8 класс. Все формулы и определения»

Ключевые слова: Химия 8 класс. Все формулы и определения, условные обозначения физических величин, единицы измерения, приставки для обозначения единиц измерения, соотношения между единицами, химические формулы, основные определения, кратко, таблицы, схемы.

1. Условные обозначения, названия и единицы измерениянекоторых физических величин, используемых в химии

Физическая величина Обозначение Единица измерения
Время t с
Давление p Па, кПа
Количество вещества ν моль
Масса вещества m кг, г
Массовая доля ω Безразмерная
Молярная масса М кг/моль, г/моль
Молярный объем Vn м3/моль, л/моль
Объем вещества V м3, л
Объемная доля  image Безразмерная
Относительная атомная масса Ar Безразмерная
Относительная молекулярная масса Mr Безразмерная
Относительная плотность газа А по газу Б DБ(А) Безразмерная
Плотность вещества р кг/м3, г/см3, г/мл
Постоянная Авогадро NA 1/моль
Температура абсолютная Т К (Кельвин)
Температура по шкале Цельсия t °С (градус Цельсия)
Тепловой эффект химической реакции Q кДж/моль

image

2. Соотношения между единицами физических величин

3. Химические формулы в 8 классе

[image src=»/wp-content/uploads/2018/07/Физические-величины-выражения-порций-вещества.jpg» width=»» height=»» align=»center» border=»1″ margin_top=»» margin_bottom=»» link=»» link_image=»/wp-content/uploads/2018/07/Физические-величины-выражения-порций-вещества.jpg» target=»» alt=»Химия 8 класс. Все формулы» caption=»Схема. Химические формулы в 8 классе» greyscale=»1″ animate=»»]

4. Основные определения в 8 классе

  • Атом — мельчайшая химически неделимая частица вещества.
  • Химический элемент — определённый вид атомов.
  • Молекула — мельчайшая частица вещества, сохраняющая его состав и химические свойства и состоящая из атомов.
  • Простые вещества — вещества, молекулы которых состоят из атомов одного вида.
  • Сложные вещества — вещества, молекулы которых состоят из атомов разного вида.
  • Качественный состав вещества показывает, из атомов каких элементов оно состоит.
  • Количественный состав вещества показывает число атомов каждого элемента в его составе.
  • Химическая формула — условная запись качественного и количественного состава вещества посредством химических символов и индексов.
  • Атомная единица массы (а.е.м.) — единица измерения массы атома, равная массы 1/12 атома углерода 12С.
  • Моль — количество вещества, в котором содержится число частиц, равное числу атомов в 0,012 кг углерода 12С.
  • Постоянная Авогадро (Na = 6*1023 моль-1) — число частиц, содержащихся в одном моле.
  • Молярная масса вещества (М) — масса вещества, взятого в количестве 1 моль.
  • Относительная атомная масса элемента Аr — отношение массы атома данного элемента m к 1/12 массы атома углерода 12С.
  • Относительная молекулярная масса вещества Мr — отношение массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода 12С. Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс химических элементов, образующих соединение, с учётом числа атомов данного элемента.
  • Массовая доля химического элемента ω(Х) показывает, какая часть относительной молекулярной массы вещества X приходится на данный элемент.

АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ 1. Существуют вещества с молекулярным и немолекулярным строением. 2. Между молекулами имеются промежутки, размеры которых зависят от агрегатного состояния вещества и температуры. 3. Молекулы находятся в непрерывном движении. 4. Молекулы состоят из атомов. 6. Атомы характеризуются определённой массой и размерами. При физических явлениях молекулы сохраняются, при химических, как правило, разрушаются. Атомы при химических явлениях перегруппировываются, образуя молекулы новых веществ.

ЗАКОН ПОСТОЯНСТВА СОСТАВА ВЕЩЕСТВА Каждое химически чистое вещество молекулярного строения независимо от способа получения имеет постоянный качественный и количественный состав.

ВАЛЕНТНОСТЬ Валентность — свойство атома химического элемента присоединять или замещать определённое число атомов другого элемента.

ХИМИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ Химическая реакция — явление, в результате которого из одних веществ образуются другие. Реагенты — вещества, вступающие в химическую реакцию. Продукты реакции — вещества, образующиеся в результате реакции.Признаки химических реакций: 1. Выделение теплоты (света). 2. Изменение окраски. 3. Появление запаха. 4. Образование осадка. 5. Выделение газа.

  • Химическое уравнение — запись химической реакции с помощью химических формул. Показывает, какие вещества и в каком количестве вступают в реакцию и получаются в результате реакции.

ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ МАССЫ ВЕЩЕСТВ Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции. В результате химических реакций атомы не исчезают и не возникают, а происходит их перегруппировка.

Важнейшие классы неорганических веществ

Воздух. Кислород. Горение

Конспект урока «Химия 8 класс. Все формулы и определения».

Следующая тема: «».

Чтобы вывести формулу слож­ного вещества, нужно прежде всего путем анализа установить, из каких элементов состоит вещество и в каких весовых отношениях соединены друг с другом входящие в него элементы.

Обычно состав сложного вещества выражают в процентах, но он может быть выражен и в любых других числах, указывающих отношение между весовыми количествами элементов, образующих дан­ное вещество.

Например, состав окиси алюминия, содержащей 52,94% алюминия и 47,06% кислорода, будет вполне определен, если мы скажем, что алюминий и кислород соединены в весовом отношении 9:8, т. е. что на 9 вес. ч. алюминия приходится 8 вес. ч. кислорода. Понятно, что отношение 9: 8 должно равняться отношению 52,94 : 47,06.

Зная весовой состав сложного вещества и атомные веса обра­зующих его элементов, нетрудно найти относительное число ато­мов каждого элемента в молекуле взятого вещества и таким об­разом установить его простейшую формулу.

Пример вывода химических формул

что требуется вывести формулу хлори­стого кальция, содержащего 36% кальция и 64% хлора. Атомный вес кальция 40, хлора 35,5.

Обозначим число атомов кальция в молекуле хлористого кальция через х, а число атомов хлора через у.Так как атом кальция весит 40, а атом хлора 35,5 кислородных единиц, то об­щий вес атомов кальция, входящих в состав молекулы хлори­стого кальция, будет равен 40 х, а вес атомов хлора 35,5 у.Отно­шение этих чисел, очевидно, должно равняться отношению весо­вых количеств кальция и хлора в любом количестве хлористого кальция. Но последнее отношение равно 36 : 64.

Приравняв оба отношения, получим:

40x: 35,5y = 36:64

Затем освободимся от коэффициентов при неизвестных х и у пу­тем деления первых членов пропорции на 40, а вторых на 35,5:Числа 0,9 и 1,8 выражают относительное число атомов в мо­лекуле хлористого кальция, но они дробны, тогда как в моле­куле может содержаться только целое число атомов. Чтобы вы­разить отношение х :у двумя целыми числами, делим оба члена второго отношения на наименьший из них. Получаем

х:у= 1 :2

Следовательно, в молекуле хлористого кальция на один атом кальция приходятся два атома хлора. Этому условию удовле­творяет целый ряд формул: СаСl2, Са2Сl4, Са3Сl6 и т. д. Так как у нас нет данных, чтобы судить, какая из написанных формул отвечает действительному атомному составу молекулы хлори­стого кальция, то мы остановимся на простейшей из них СаСl2, указывающей наименьшее возможное число атомов в молекуле хлористого кальция.

Однако произвол в выборе формулы отпадает, если наряду с весовым составом вещества известен также его молекулярный вес. В этом случае нетрудно вывести формулу, выражающую истинный состав молекулы. Приведем пример.

Путем анализа установлено, что глюкоза содержит на 4,5 вес. ч. углерода 0,75 вес. ч. водорода и 6 вес. ч. кислорода. Молеку­лярный вес ее был найден равным 180. Требуется вывести фор­мулу глюкозы.

Как и в предыдущем случае, находим сперва отношение между числом атомов углерода (атомный вес 12), водорода и кислорода в молекуле глюкозы. Обозначив число атомов угле­рода через х,водорода через у и кислорода через составляем пропорцию:

:у:16z = 4,5 : 0,75 : 6

откуда

Разделив все три члена второй половины равенства на 0,375, получаем:

х :у:z= 1 : 2 : 1

Следовательно, простейшая формула глюкозы будет СН2O. Но вычисленный по ней молекулярный вес равнялся бы 30, тогда как в действительности молекулярный вес глюкозы 180, т. е. в шесть раз больше. Очевидно, что для глюкозы нужно принять формулу C6H12O6.

Формулы, основанные, кроме данных анализа, также и на определении молекулярного веса и указывающие действительное число атомов в молекуле, называются истинными или молекулярными формулами; формулы же, выведенные только из данных анализа, называются простейшими или эмпи­рическими.

Познакомившись с выводом химических формул, легко по­нять, как устанавливаются точные молекулярные веса. Как мы уже упоминали, существующие методы определения молекуляр­ных весов в большинстве случаев не дают вполне точных резуль­татов. Но, зная хотя бы приблизительный молекулярный вес и процентный состав вещества, можно установить его формулу, выражающую атомный состав молекулы.

Так как вес молекулы равняется сумме весов образующих ее атомов, то, сложив веса атомов, входящих в состав молекулы, мы определим ее вес в кислородных единицах, т. е. молекулярный вес вещества. Точность найденного молекулярного веса будет такой же, как и точность атомных весов.

Нахождение формулы химического соединения во многих случаях может быть значительно упрощено, если воспользоваться понятием о валентности элементов.

Напомним, что валентностью элемента называется свойство его атомов присоединять к себе или замещать определенное число атомов другого элемента.

Что такое валентность

Валентность элемента определяется числом, показывающим, сколько атомов водорода (или другого одновалентного элемента) присоединяет или замещает атом данного элемента.

Понятие о валентности распространяется не только на от­дельные атомы, но и на целые группы атомов, входящие в состав химических соединений и участвующие как одно целое в химиче­ских реакциях. Такие группы атомов получили название радикалов. В неорганической химии наиболее важными ра­дикалами являются: 1) водный остаток, или гидроксил ОН; 2) кислотные остатки; 3) основные остатки.

Водный остаток, или гидроксил, получается, если от молекулы воды отнять один атом водорода. В молекуле воды гидроксил связан с одним атомом водорода, следовательно, группа ОН одновалентна.

Кислотными остатками называются группы атомов (а иногда и один атом), «остающиеся» от молекул кислот, если мысленно отнять от них один или несколько атомов водорода, замещаемых металлом. Валентность этих групп определяется чис­лом отнятых атомов водорода.

Например, серная кислота дает два кислотных остатка — один двухвалентный SO4 и другой одно­валентный HSO4,входящий в состав различных кислых солей. Фосфорная кислота Н3РО4 может дать три кислотных остатка: трехвалентный РО4,двухвалентный НРО4 и одновалентный Н2РО4 и т. д.

Основными остатками мы будем называть; атомы или группы атомов, «остающиеся» от молекул оснований, если мысленно отнять от них один или несколько гидроксилов. На­пример, последовательно отнимая от молекулы Fe(OH)3 гидроксилы, получаем следующие основные остатки: Fe(OH)2, FeOH и Fe. Валентность их определяется числом отнятых гидроксильных групп:Fe(OH)2 — одновалентен; Fe(OH)—двухвалентен; Fe — трехвалентен.

Основные остатки, содержащие гидроксильные группы, вхо­дят в состав так называемых основных солей. Последние можно рассматривать как основания, в которых часть гидрокси­лов замещена кислотными остатками. Так, при замещении двух гидроксилов в Fe(OH)3 кислотным остатком SO4 получается основная соль FeOHSO4, при замещении одного гидроксила в Bi(OH)3 кислотным остатком NO3 получается основная соль Bi(OH)2NO3 и т.д.

Знание валентностей отдельных элементов и радикалов по­зволяет в простых случаях быстро составлять формулы очень мно­гих химических соединений, что освобождает химика от необхо­димости механически их заучивать.

Так как составление простейших формул — окислов, основа­ний и нормальных солей хорошо известно из элементарного курса химии, то мы ограничимся здесь лишь примерами составле­ния формул кислых и основных солей.

Химические формулы

Пример составления химической формулы

Составить формулу гидрокарбоната кальция — кислой соли угольной кислоты.В состав этой соли должны входить атомы кальция и одновалентные кислотные остатки НСО3. Так как кальций двухвалентен, то на один атом кальция надо взять два кислотных остатка. Следовательно, формула соли будет Са(НСО3)г.

Промер 2. Составить формулу основного карбоната меди — основной медной соли угольной кислоты.Эта соль должна состоять из одновалентных основных остатков СuОН и двухвалентных кислотных остатков СО3. Поэтому формула соли будет (СuОН)2СО3 или Сu2(ОН)2СО3.

Правило составления формул по валентности приобретает большую наглядность, если изображать состав молекул так на­зываемыми структурными формулами. Примерами структурных формул некоторых простейших соединений могут служить следующие:

Структурные формулы показывают не только, из каких ато­мов состоит молекула соединения, но и как эти атомы связаны между собой в молекуле. Во многих случаях эти формулы дают возможность объяснить те или иные свойства соединения, разо­браться в валентности образующих его атомов и т. п. Особенно большую роль они играют в органической химии, где вещество часто состоит из очень сложных молекул.Статья на тему Вывод химических формул

Алгоритмы составления химических формул

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

Алгоритм действия Составление химической формулы оксида алюминия
Установление (по названию соединения) химических символов элементов Аl О
Определение валентности атомов элементов АIII ОII
Вычисление наименьшего общего кратного 6
Определение дополнительных множителей 2 3
Указание числового отношения атомов в соединении 2 : 3
Указание стехиометрических индексов Аl2 О3
Составление формулы Аl2О3

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

Алгоритм действия Составление химической формулы сульфата алюминия
Установление (по названию соединения) химических формул ионов Аl3+ SО42–
Определение числа зарядов ионов 3 2
Вычисление наименьшего общего кратного 6
Определение дополнительных множителей 2 3
Указание числового отношения ионов 2 : 3
Указание стехиометрических индексов Аl2 (SО4)3
Составление формулы Аl2(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.

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 кислота NаСl соль
Са(ОН)2 основание Са(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
оксид основание соль

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

Na2O = H2O + 2NaOH
оксид гидроксид

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 оксиды Основания

Всеосновные оксиды являются оксидамиметаллов.

Кислотныеоксиды— это оксиды, гидраты которых яв­ляютсякислотами. Например:

Кислотные оксиды Кислоты

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.

Химические формулы веществ

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

Сведения На примере Cl
Название элемента Хлор
Принадлежность элемента к данному классу химических элементов Неметалл, галоген
Один атом элемента 1 атом хлора
Относительная атомная масса (Ar) данного элемента Ar(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 элемента Химический знак Название химического знака

(произношение)

Азот N Эн
Водород H Аш
Железо Fe Феррум
Золото Au Аурум
Кислород O О
Кремний Si Силициум
Медь Cu Купрум
Олово Sn Станум
Ртуть Hg Гидраргиум
Свинец Pb Плюмбум
Сера S Эс
Серебро Ag Аргентум
Углерод C Цэ
Фосфор P Пэ

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

Сведения На примере C
Название вещества Углерод (алмаз, графит, графен, карбин)
Принадлежность элемента к данному классу химических элементов Неметалл
Один атом элемента 1 атом углерода
Относительная атомная масса (Ar) элемента, образующего вещество Ar(C) = 12
Абсолютная атомная масса M(C) = 12 · 1,66 · 10-24 = 19,93 · 10-24г
Один моль вещества 1 моль углерода, т.е. 6,02 · 1023 атомов углерода
Молярная масса вещества M(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

Сведения На примере CaCO3
Название вещества Карбонат кальция
Принадлежность элемента к определенному классу веществ Средняя (нормальная) соль
Одна молекула вещества 1 молекула карбоната кальция
Один моль вещества 6,02 · 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.

Дата в источнике: 1999 год

Поделиться:

<![CDATA[

Что такое химическая формула?

В любой науке есть своя система обозначений. Химия в этом плане не исключение. Вам уже известно, что для обозначения химических элементов используются символы, образованные от латинских названий элементов. Химические элементы способны образовывать как простые, так и сложные вещества, состав которых можно выразить химической формулой. Чтобы написать химическую формулу простого вещества необходимо записать символ химического элемента, который образует простое вещество, и справа внизу записать цифру, показывающую количество его атомов. Данная цифра называется индексом. Например, химическая формула кислорода – О2. Цифра 2 после символа кислорода – это индекс, указывающий, что молекула кислорода состоит из двух атомов элемента кислорода. Индекс – число, показывающее в химической формуле количество атомов определенного типа Чтобы написать химическую формулу сложного вещества, необходимо знать, из атомов каких элементов оно состоит (качественный состав), и число атомов каждого элемента (количественный состав). Например, химическая формула пищевой соды – NaHCO3. В состав этого вещества входят атомы натрия, водорода, углерода, кислорода – это его качественный состав. Атомов натрия, водорода, углерода по одному, а атомов кислорода – три. Это количественный состав соды Качественный состав вещества показывает, атомы каких элементов входят в его состав Количественный состав вещества показывает количество атомов, которые входят в его состав Химическая формула – условная запись состава вещества при помощи химических символов и индексов Обратите внимание на то, что если в химической формуле присутствует только один атом одного вида, индекс 1 не ставится. Например, формулу углекислого газа записывают так – CO2, а не С1О2.

Как правильно понимать химические формулы?

При записи химических формул нередко встречаются цифры, которые записывают перед химической формулой. Например, 2Na, или 5О2. Что обозначают эти цифры и для чего они нужны? Цифры, записанные перед химической формулой, называют коэффициентами. Коэффициенты показывают общее количество частиц вещества: атомов, молекул, ионов. Например, запись 2Na обозначает два атома натрия. Запись 5О2 обозначает пят/ Коэффициент – число, которое показывает общее количество частиц. Коэффициент записывается перед химической формулой вещества молекул кислорода. Обратите внимание, что молекулы не могут состоять из одного атома, минимальное количество атомов в молекуле – два. Таким образом, записи: 2Н, 4P обозначают два атома водорода и четыре атома фосфора соответственно. Запись 2Н2 обозначает две молекулы водорода, содержащие по два атома элемента водорода. Запись 4S8 – обозначает четыре молекулы серы, каждая из которых содержит восемь атомов элемента серы. Подобная система обозначений количества частиц используется и для ионов. Запись 5K+ обозначает пять ионов калия. Стоит отметить, что ионы могут быть образованы не только атомом одного элемента. Ионы, образованные атомами одного химического элемента, называют простыми: Li+, N3−. Ионы, образованные несколькими химическими элементами, называют сложными: OH⎺, SO4 2−. Обратите внимание, что заряд иона обозначают верхним индексом. А что будет обозначать запись 2NaCl? Если на этот вопрос ответить – две молекулы поваренной соли, то ответ не правильный. Поваренная соль, или хлорид натрия, имеет ионную кристаллическую решетку, то есть это ионное соединение и состоит из ионов Na+ и Сl⎺. Пару этих ионов называют формульной единицей вещества. Таким образом, запись 2NaCl обозначает две формульных единицы хлорида натрия. Термин формульная единица используют так же и для веществ атомного строения. Формульная единица – наименьшая частица вещества немолекулярного строения Ионные соединения так же электронейтральны, как и молекулярные. Значит, положительный заряд катионов полностью уравновешен отрицательным зарядом анионов. Например, какова формульная единица вещества, состоящего из ионов Ag+ и PO4 3−? Очевидно, что для компенсации отрицательного заряда иона (заряд –3), необходимо иметь заряд +3. С учетом того, что катион серебра имеет заряд +1, то таких катионов понадобиться три. Значит формульная единица (формула) данного вещества – Ag3PO4. Таким образом, при помощи символов химических элементов, индексов и коэффициентов, можно четко составить химическую формулу вещества, которая даст информацию, как о качественном, так и о количественном составе вещества. Это интересно:  Химические свойства кислорода В завершение рассмотрим, как правильно произносить химические формулы. Например, запись 3Ca2+ произносится: «три иона кальций два плюс» или «три иона кальция с зарядом два плюс». Запись 4НСl, произносится «четыре молекулы аш хлор». Запись 2NaCl, произносится как «две формульных единицы хлорида натрия».

Закон постоянства состава вещества

Одно и то же химическое соединение можно получить различными способами. Так, например, углекислый газ, CO2, образуется при сжигании топлива: угля, природного газа. Во фруктах содержится много глюкозы. При длительном хранении фрукты начинают портиться, начинается процесс, называемый брожением глюкозы, в результате которого выделяется углекислый газ. Углекислый газ образуется и при нагревании таких горных пород, как мел, мрамор, известняк. Химические реакции совершенно разные, но вещество, образовавшееся в результате их протекания, имеет одинаковый качественный и количественный состав – CO2. Эта закономерность касается, в основном, веществ молекулярного строения. В случае веществ немолекулярного строения, возможны случаи, когда состав вещества зависит от методов его получения. Закон постоянства состава веществ молекулярного строения: состав сложного вещества всегда одинаков и не зависит от способа его получения Выводы из статьи по теме Химические формулы веществ

  • Индекс – число, показывающее в химической формуле количество атомов определенного типа
  • Качественный состав вещества показывает, атомы каких элементов входят в его состав
  • Количественный состав вещества показывает количество атомов, которые входят в его состав
  • Химическая формула – условная запись состава вещества при помощи химических символов и индексов (если нужно)
  • Коэффициент – число, которое показывает общее количество частиц. Коэффициент записывается перед химической формулой вещества
  • Формульная единица – наименьшая частица вещества атомного или ионного строения

]]>

Это интересно:  Получение кислорода

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий