- Студенты и школьники, изучающие химию
- Преподаватели и учителя химии
- Интересующиеся основами химического анализа и состава веществ
Химическая формула
Химическая формула ㅡ это условное обозначение состава вещества с использованием химических символов элементов и индексов.
Благодаря химической формуле легко определить количественный (сколько атомов?) и качественный (какие атомы?) состав вещества. Так, в формулах некоторые атомы могут обладать индексом, который показывает, какое количество атомов данного элемента находится в молекуле вещества.
Например:
- молекула оксида углерода (II) CO состоит из одного атома углерода и одного атома кислорода;
- молекула сернистой кислоты H2SO3 состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и трех атомов кислорода.
Важно
Если в молекуле один атом, то индекс не ставится, а если в молекуле присутствуют повторяющиеся группы атомов, то их заключают в скобки (Ca(OH)2, Ca3(PO4)2).
Часто перед формулой вещества в уравнениях химических реакций можно встретить коэффициент, который указывает на то, сколько молекул в реакции участвует:
- 2Na3PO4 ㅡ две молекулы фосфата натрия, каждая из которых состоит из трех атомов Na, одного атома P и четырех атомов O.
Когда стоит задача определить,
- 2Na3PO4 ㅡ две молекулы фосфата натрия, содержащие шесть атомов Na, два атома P и восемь атомов O.
Виды формул и информация, которую они дают
Простейшие формулы отражают качественный и количественный состав, а также соотношение атомов в молекуле вещества. Группы атомов, по составу соответствующие простейшей формуле вещества, называются формульными единицами. Простейшие формулы свойственны веществам немолекулярного строения.
Простейшая формула калийной соли ㅡ KCl. Здесь количественно на один атом калия приходится один атом хлора, K : Cl как 1:1.
Когда речь идет об органических молекулах, то одной простейшей формуле могут соответствовать несколько веществ. Простейшей формуле CH2 (С : H как 1 : 2) могут соответствовать несколько веществ: C3H6, C5H10 и так далее.
Молекулярные формулы отражают количество атомов химических элементов, содержащихся в одной молекуле вещества. Иными словами, молекулярные формулы выражают состав молекулы и используются для веществ молекулярного строения.
|
Водород H2 |
Оксид углерода (IV) CO2 |
Сернистая кислота H2SO3 |
Пропан C3H8 |
|---|---|---|---|
|
Молекула состоит из двух атомов водорода |
Молекула состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода |
Молекула состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и трех атомов кислорода |
Молекула состоит из трех атомов углерода и восьми атомов водорода |
Структурные формулы ㅡ отражают последовательность атомов и химических связей в веществе. Составляются из символов химических элементов и специальных знаков ㅡ валентных штрихов (графическое изображение химической связи).
К примеру, структурная формула воды H2O выглядит так:
HㅡOㅡH
- Атом кислорода связан одинарными связями с двумя атомами водорода
- Атомы водорода не связаны друг с другом, но каждый из них связан с атомом кислорода
Сернистая кислота имеет такую структурную формулу:
- Атом серы связан с тремя атомами кислорода, при этом с двумя из них ㅡ одинарными связями, а с третьим ㅡ двойной связью.
- Два атома кислорода, связанные с серой, также образуют ковалентную связь с атомами водорода.
Пространственные формулы отражают строение вещества, включая не только последовательность атомов и химических связей, но и пространственное их расположение. Расположение атомов в пространстве относительно друг друга определяется длиной химической связи, а также валентным углом.
Структурная формула метана CH4:
Пространственная формула метана CH4:
Информация, которую дают химические формулы:
|
Характеристика |
Тип формулы |
|||
|---|---|---|---|---|
|
Простейшая |
Молекулярная |
Структурная |
Пространственная |
|
|
Качественный состав |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Количественный состав |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
Типы химической связи |
− |
− |
+ |
+ |
|
Последовательность соединения атомов |
− |
− |
+ |
+ |
|
Взаимное расположение атомов в пространстве |
− |
− |
− |
+ |
|
Длина связи и валентный угол |
− |
− |
− |
+ |
Таким образом, наиболее информативный тип формул ㅡ формулы пространственные. Однако, они не всегда удобны, когда необходимо составить уравнение химической реакции или решить задачу.
Получи больше пользы от Skysmart:
-
Подготовься к ОГЭ на пятёрку
-
Подготовься к ЕГЭ на высокие баллы
Записывайся на бесплатные курсы для детей
Решай задания в бесплатном тренажёре ЕГЭ
Вывод химической формулы
Химическую формулу можно вывести на основании экспериментальных данных. При наличии информации о массовых долях элементов в веществе и его относительной молекулярной массе, можно определить количество каждого атома в этом веществе.
Пример 1
Относительная молекулярная масса Mr сероводорода равна 34. При этом массовая доля водорода в этом веществе равна 5,88%, остальное приходится на серу.
Для составления формулы в первую очередь необходимо массу (m(H)), которая приходится на долю атомов водорода:
m(H) = Mr ・ω = 34・5,88% : 100% = 2
Относительная масса атома водорода Ar(H) = 1, определяем число атомов в веществе:
m(H) : Ar(H) = 2 : 1 = 2
Итак, в молекуле сероводорода два атома водорода.
Определяем массу, приходящуюся на серу:
m(S) = 34 − 2 = 32
Определяем количество атомов серы, Ar(S) = 32:
m(S) : Ar (S) = 32 : 32 = 1
В молекуле сероводорода один атом серы.
Формула сероводорода ㅡ H2S
Пример 2
Вывести химическую формулу вещества, содержащего 2,04% водорода, 32,65% серы и 65,31% кислорода. Относительная молекулярная масса вещества равна 98.
- Определяем массы, приходящиеся на доли каждого атома:
Ar
m
Ar(H) = 1
98 ・2,04% : 100% = 2
Ar(S) = 32
98 ・32,65% : 100% = 32
Ar(O) = 16
98 ・65,31% : 100% = 64
- Определяем число атомов каждого элемента в веществе:
- H ㅡ m(H) : Ar(H) = 2 : 1 = 2
- S ㅡ m(S) : Ar(S) = 32 : 32 = 1
- O ㅡ m(O) : Ar(O) = 64 : 16 = 4
Вещество содержит 2 атома водорода, 1 атом серы и 4 атома кислорода.
Формула вещества ㅡ H2SO4
Больше практики и разборов заданий, которые встречаются в контрольных и на экзаменах — на курсе подготовке к ЕГЭ по химии. Первое занятие — бесплатно!
