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 елемент	1 хлорен атом
(ар)даден елемент	Ar(Cl) = 35,5
Абсолютно атомна масахимичен 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 химически 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 различни видове, чиито валентности са известни. По-нататък се наслаждавайте правило:

в една молекула произведението на валентността и броя на частиците от един вид 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 повече информация относно употребата на вещества 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:

Проверете информацията. Необходимо е да се провери точността на фактите и надеждността на информацията, представена в тази статия. В страницата за разговори има дискусия на тема: Съмнения относно терминологията. Химическа формула ... Wikipedia

Химическата формула е отражение на информация за състава и структурата на веществата с помощта на химически знаци, числа и разделителни скоби. В момента се разграничават следните видове химични формули: Най-простата формула. Може да се получи от опитен ... ... Wikipedia

Химическата формула е отражение на информация за състава и структурата на веществата с помощта на химически знаци, числа и разделителни скоби. В момента се разграничават следните видове химични формули: Най-простата формула. Може да се получи от опитен ... ... Wikipedia

Химическата формула е отражение на информация за състава и структурата на веществата с помощта на химически знаци, числа и разделителни скоби. В момента се разграничават следните видове химични формули: Най-простата формула. Може да се получи от опитен ... ... Wikipedia

Химическата формула е отражение на информация за състава и структурата на веществата с помощта на химически знаци, числа и разделителни скоби. В момента се разграничават следните видове химични формули: Най-простата формула. Може да се получи от опитен ... ... Wikipedia

Основна статия: Неорганични съединения Списък на неорганични съединения по елемент информационен списък на неорганични съединения, предоставен в азбучен ред(според формулата) за всяко вещество, водородните киселини на елементите (с техните ... ... Wikipedia

Тази статия или раздел се нуждае от преразглеждане. Моля, подобрете статията в съответствие с правилата за писане на статии ... Wikipedia

Химично уравнение (уравнение на химическа реакция) е условен запис на химическа реакция, използващ химични формули, числени коефициенти и математически символи. Уравнението на химичната реакция дава качествени и количествени ... ... Wikipedia

Химическият софтуер са компютърни програми, използвани в областта на химията. Съдържание 1 Химически редактори 2 Платформи 3 Литература ... Wikipedia

Книги

• Кратък речник на биохимичните термини, Кунижев С.М. , Речникът е предназначен за студенти от химически и биологични специалности на университети, изучаващи курса по обща биохимия, екология и основи на биотехнологиите, и може да се използва и в ... Категория: Биология Издател: ВУЗОВСКАЯ КНИГА, производител:

Промишлените методи за получаване на прости вещества зависят от формата, в която съответният елемент се намира в природата, тоест каква може да бъде суровината за неговото производство. И така, кислородът, който е наличен в свободно състояние, се получава по физически начин - чрез изолиране от течния въздух. Почти целият водород е под формата на съединения, така че за получаването му се използват химични методи. По-специално могат да се използват реакции на разлагане. Един от начините за получаване на водород е реакцията на разлагане на водата чрез електрически ток.

Основният промишлен метод за производство на водород е реакцията с вода на метан, който е част от природния газ. Извършва се при висока температура (лесно е да се провери, че когато метанът преминава дори през вряща вода, не настъпва реакция):

CH 4 + 2H 2 0 \u003d CO 2 + 4H 2 - 165 kJ

В лабораторията за получаване на прости вещества не се използват непременно естествени суровини, но се избират тези първоначални вещества, от които е по-лесно да се изолира необходимото вещество. Например в лабораторията кислородът не се получава от въздуха. Същото важи и за производството на водород. Един от лабораторните методи за производство на водород, който понякога се използва в промишлеността, е разлагането на водата чрез електрически ток.

Водородът обикновено се произвежда в лабораторията чрез взаимодействие на цинк със солна киселина.

В индустрията

1.Електролиза на водни разтвори на соли:

2NaCl + 2H 2 O → H 2 + 2NaOH + Cl 2

2.Прекарване на водна пара над горещ кокспри приблизително 1000°C:

H 2 O + C ⇄ H 2 + CO

3.От природен газ.

Преобразуване на пара: CH 4 + H 2 O ⇄ CO + 3H 2 (1000 °C) каталитично окислениекислород: 2CH 4 + O 2 ⇄ 2CO + 4H 2

4. Крекинг и реформинг на въглеводороди в процеса на рафиниране на нефт.

В лабораторията

1.Действие на разредени киселини върху метали.За провеждане на такава реакция най-често се използват цинк и солна киселина:

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

2.Взаимодействие на калций с вода:

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

3.Хидролиза на хидриди:

NaH + H 2 O → NaOH + H 2

4.Действието на алкали върху цинк или алуминий:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O → 2Na + 3H 2 Zn + 2KOH + 2H 2 O → K 2 + H 2

5.С помощта на електролиза.По време на електролизата на водни разтвори на основи или киселини на катода се отделя водород, например:

2H 3 O + + 2e - → H 2 + 2H 2 O

• Биореактор за производство на водород

Физически свойства

Газообразният водород може да съществува в две форми (модификации) - под формата на орто - и пара-водород.

В ортоводородната молекула (т.р. −259.10 °C, t bp. −252.56 °C) ядрените спинове са насочени еднакво (успоредно), докато в параводорода (т.р. −259.32 °C, t bp −252.89 °C) - противоположно един към друг (антипаралелни).

Алотропните форми на водорода могат да бъдат разделени чрез адсорбция върху активен въглен при температура на течен азот. При много ниски температуриравновесието между ортоводород и параводород е почти изцяло изместено към последния. При 80 K съотношението на страните е приблизително 1:1. Десорбираният параводород при нагряване се превръща в ортоводород до образуването на равновесие при стайна температурасмеси (орто-пара: 75:25). Без катализатор трансформацията протича бавно, което прави възможно изследването на свойствата на отделните алотропни форми. Молекулата на водорода е двуатомна - H₂. При нормални условия той е газ без цвят, мирис и вкус. Водородът е най-лекият газ, плътността му е многократно по-малка от тази на въздуха. Очевидно е, че колкото по-малка е масата на молекулите, толкова по-висока е тяхната скорост при същата температура. Като най-леки, водородните молекули се движат по-бързо от молекулите на всеки друг газ и по този начин могат да пренасят топлина от едно тяло към друго по-бързо. От това следва, че водородът има най-висока топлопроводимост сред газообразните вещества. Неговата топлопроводимост е около седем пъти по-висока от тази на въздуха.

Химични свойства

Молекулите на водорода H₂ са доста силни и за да може водородът да реагира, трябва да се изразходва много енергия: H 2 \u003d 2H - 432 kJ Следователно при обикновени температури водородът реагира само с много активни метали, например с калций, образувайки калциев хидрид: Ca + H 2 \u003d CaH 2 и с единствения неметал - флуор, образувайки флуороводород: F 2 + H 2 \u003d 2HF С повечето метали и неметали водородът реагира при повишени температури или под други влияния, като например осветление. Той може да „отнеме“ кислород от някои оксиди, например: CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 0 Написаното уравнение отразява реакцията на редукция. Редакционните реакции се наричат ​​процеси, в резултат на които кислородът се отнема от съединението; Веществата, които отнемат кислорода, се наричат ​​редуциращи агенти (самите те се окисляват). Освен това ще бъде дадено друго определение на понятията "окисление" и "редукция". А това определение, исторически първият, запазва значението си и в момента, особено в органичната химия. Реакцията на редукция е противоположна на реакцията на окисление. И двете реакции винаги протичат едновременно като един процес: когато едно вещество се окислява (редуцира), другото задължително се редуцира (окислява) едновременно.

N 2 + 3H 2 → 2 NH 3

Форми с халогени водородни халогениди:

F 2 + H 2 → 2 HF, реакцията протича с експлозия на тъмно и при всяка температура, Cl 2 + H 2 → 2 HCl, реакцията протича с експлозия, само на светлина.

Взаимодейства със сажди при силно нагряване:

C + 2H 2 → CH 4

Взаимодействие с алкални и алкалоземни метали

Водородът се образува с активни метали хидриди:

Na + H 2 → 2 NaH Ca + H 2 → CaH 2 Mg + H 2 → MgH 2

хидриди- солени, твърди вещества, лесно хидролизирани:

CaH 2 + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + 2H 2

Взаимодействие с метални оксиди (обикновено d-елементи)

Оксидите се редуцират до метали:

CuO + H 2 → Cu + H 2 O Fe 2 O 3 + 3H 2 → 2 Fe + 3H 2 O WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O

Хидрогениране на органични съединения

Под действието на водород върху ненаситени въглеводороди в присъствието на никелов катализатор и повишена температура протича реакцията хидрогениране:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 → CH 3 -CH 3

Водородът редуцира алдехидите до алкохоли:

CH 3 CHO + H 2 → C 2 H 5 OH.

Геохимия на водорода

Водородът е основният строителен материал на Вселената. Това е най-често срещаният елемент и всички елементи се образуват от него в резултат на термоядрени и ядрени реакции.

Свободният водород Н 2 е сравнително рядък в земните газове, но под формата на вода играе изключително важна роля в геохимичните процеси.

Водородът може да присъства в минералите под формата на амониев йон, хидроксилен йон и кристална вода.

В атмосферата водородът се произвежда непрекъснато в резултат на разлагането на водата от слънчевата радиация. Той мигрира към горните слоеве на атмосферата и излиза в космоса.

Приложение

• Водородна енергия

Атомен водород се използва за заваряване с атомен водород.

В хранително-вкусовата промишленост водородът е регистриран като хранителна добавка E949като опаковъчен газ.

Характеристики на циркулацията

Водородът, когато се смеси с въздуха, образува експлозивна смес - така нареченият детониращ газ. Този газ е най-експлозивен, когато обемното съотношение на водород и кислород е 2:1, или водород и въздух е приблизително 2:5, тъй като въздухът съдържа приблизително 21% кислород. Водородът също е запалим. Течният водород може да причини тежко измръзване, ако влезе в контакт с кожата.

Експлозивни концентрации на водород с кислород възникват от 4% до 96% обемни. При смесване с въздух от 4% до 75 (74)% обемни.

Използване на водород

В химическата промишленост водородът се използва при производството на амоняк, сапун и пластмаси. В хранително-вкусовата промишленост маргаринът се произвежда от течни растителни масла с помощта на водород. Водородът е много лек и винаги се издига във въздуха. Веднъж дирижабли и Балониизпълнен с водород. Но през 30-те години. 20-ти век имаше няколко ужасни инцидента, когато дирижаблите избухнаха и изгоряха. В наши дни дирижаблите се пълнят с хелиев газ. Водородът се използва и като ракетно гориво. Един ден водородът може да се използва широко като гориво за автомобили и камиони. Водородните двигатели не замърсяват заобикаляща средаи отделят само водни пари (самото производство на водород обаче води до известно замърсяване на околната среда). Нашето Слънце се състои предимно от водород. Слънчевата топлина и светлина са резултат от освобождаването на ядрена енергия по време на сливането на водородните ядра.

Използване на водород като гориво (икономическа ефективност)

Най-важната характеристика на веществата, използвани като гориво, е тяхната топлина на изгаряне. От курса на общата химия е известно, че реакцията на взаимодействие на водород с кислород протича с отделянето на топлина. Ако вземем 1 mol H 2 (2 g) и 0,5 mol O 2 (16 g) при стандартни условия и възбудим реакцията, тогава според уравнението

H 2 + 0,5 O 2 \u003d H 2 O

след приключване на реакцията се образува 1 mol H 2 O (18 g) с освобождаване на енергия от 285,8 kJ / mol (за сравнение: топлината на изгаряне на ацетилена е 1300 kJ / mol, пропанът - 2200 kJ / mol) . 1 m³ водород тежи 89,8 g (44,9 mol). Следователно, за да се получи 1 m³ водород, ще бъдат изразходвани 12832,4 kJ енергия. Като вземем предвид факта, че 1 kWh = 3600 kJ, получаваме 3,56 kWh електроенергия. Познавайки тарифата за 1 kWh електроенергия и цената на 1 m³ газ, можем да заключим, че е препоръчително да преминете към водородно гориво.

Например експериментален модел Honda FCX от 3-то поколение със 156-литров резервоар за водород (съдържащ 3,12 кг водород при налягане 25 MPa) изминава 355 км. Съответно от 3,12 kg H2 се получават 123,8 kWh. На 100 км разходът на енергия ще бъде 36,97 kWh. Познавайки цената на електроенергията, цената на газта или бензина, тяхното потребление за автомобил на 100 км, е лесно да се изчисли отрицателният икономически ефект от преминаването на автомобили към водородно гориво. Да кажем (Русия 2008 г.), 10 цента за kWh електроенергия води до факта, че 1 m³ водород води до цена от 35,6 цента, а като се вземе предвид ефективността на разграждане на водата от 40-45 цента, същото количество kWh от изгаряне на бензин струва 12832,4 kJ/42000 kJ/0,7 kg/l*80 цента/l=34 цента на дребно, докато за водорода изчислихме идеалния вариант, без да отчитаме транспорта, амортизацията на оборудването и др. За метан с енергия на изгаряне от около 39 MJ на m³, резултатът ще бъде два до четири пъти по-нисък поради разликата в цената (1m³ за Украйна струва $179, а за Европа $350). Тоест еквивалентното количество метан ще струва 10-20 цента.

Не бива обаче да забравяме, че когато изгаряме водород, получаваме чиста водаот който е извлечен. Тоест имаме възобновяема складодържателенергия без вреда за околната среда, за разлика от газта или бензина, които са първични източници на енергия.

Php на линия 377 Предупреждение: изискване (http://www..php): не успя да отвори поток: не може да бъде намерена подходяща обвивка в /hsphere/local/home/winexins/site/tab/vodorod.php на линия 377 Фатално грешка: изисква (): Неуспешно отваряне изисква "http://www..php" (include_path="..php на линия 377

Формулите за ковалентни връзки са фундаментално различни от формулите за йонни връзки. Факт е, че ковалентните съединения могат да се образуват от най-много различни начини, следователно в резултат на реакцията е възможно появата на различни съединения.

1. Емпирична формула

IN емпирична формулаелементите, които изграждат молекулата, са посочени с най-малки съотношения на цели числа.

Например C 2 H 6 O - съединението съдържа два въглеродни атома, шест водородни атома и един кислороден атом.

2. Молекулна формула

Молекулната формула показва от какви атоми се състои съединението и в какви количества са тези атоми в него.

Например, за съединението C2H6O молекулните формули могат да бъдат: C4H12O2; C 6 H 18 O 3 ...

За пълно описание на ковалентно съединение молекулната формула не е достатъчна:

Както можете да видите, двете съединения имат една и съща молекулна формула - C 2 H 6 O, но са напълно различни вещества:

• диметилов етер се използва в охлаждането;
• етилов алкохол е в основата на алкохолните напитки.

3. Структурна формула

Структурната формула служи за точно определяне на ковалентното съединение, тъй като освен елементите в съединението и броя на атомите, показва и диаграма на връзкатавръзки.

Структурната формула е формула за електронна точкаИ формула на Люис.

4. Структурна формула за вода (H 2 O)

Помислете за процедурата за конструиране на структурна формула, като използвате примера на водна молекула.

I Изграждаме рамката за връзка

Атомите на съединението са подредени около централния атом. Като централни атоми обикновено действат: въглерод, силиций, азот, фосфор, кислород, сяра.

II Намерете сумата от валентните електрони на всички атоми на съединението

За вода: H 2 O \u003d (2 1 + 6) \u003d 8

Във водородния атом има един валентен електрон, а в кислородния атом - 6. Тъй като в съединението има два водородни атома, тогава общ бройвалентните електрони на водната молекула ще бъдат равни на 8.

III Определете броя на ковалентните връзки във водната молекула

Определяме по формулата: S=N-A, Където

Се броят на споделените електрони в молекулата;

н- сумата от валентни електрони, съответстваща на завършеното външно енергийно ниво на атомите в съединението:

N=2- за водородния атом;

N = 8- за атоми на други елементи

Ае сумата от валентните електрони на всички атоми в съединението.

N = 2 2 + 8 = 12

A = 2 1 +6 = 8

S=12 - 8=4

В една водна молекула има 4 общи електрона. Тъй като ковалентната връзка се състои от двойка електрони, получаваме две ковалентни връзки.

IV Разпределяме съвместни електрони

Трябва да има поне една връзка между централния атом и атомите, които го заобикалят. За една водна молекула ще има две такива връзки за всеки водороден атом:

V Разпределете останалите електрони

От осемте валентни електрона четири вече са разпределени. Къде да "поставим" останалите четири електрона?

Всеки атом в едно съединение трябва да има пълен октет електрони. За водорода това са два електрона; за кислород - 8.

Споделените електрони се наричат подвързване.

Формулата на електронната точка и формулата на Луис ясно описват структурата на ковалентната връзка, но те са тромави и заемат много място. Тези недостатъци могат да бъдат избегнати чрез използване кратка структурна формула, което показва само реда на "следването" на връзките.

Пример за компресирана структурна формула:

• диметилов етер - CH3OCH3
• етилов алкохол - C 2 H 5 OH

2.1. Химически език и неговите части

Човечеството използва много различни езици. С изключение естествени езици(японски, английски, руски - повече от 2,5 хиляди общо), има също изкуствени езицинапример есперанто. Сред изкуствените езици са езициразлични науки. И така, в химията човек използва своя собствена, химически език.
химически език- система от символи и понятия, предназначени за кратко, стегнато и визуално записване и предаване на химическа информация.
Съобщение, написано на повечето естествени езици, е разделено на изречения, изреченията на думи и думите на букви. Ако наричаме изречения, думи и букви части на езика, тогава можем да различим подобни части в химическия език (Таблица 2).

Таблица 2.Части от химическия език

Невъзможно е да се овладее нито един език наведнъж, това важи и за химическия език. Затова засега ще се запознаете само с основите на този език: научете някои „букви“, научете се да разбирате значението на „думите“ и „изреченията“. В края на тази глава ще се запознаете с заглавияхимикалите са неразделна част от химическия език. Докато изучавате химия, знанията ви за химическия език ще се разширят и задълбочат.

ХИМИЧЕСКИ ЕЗИК.
1. Какви изкуствени езици знаете (с изключение на тези, посочени в текста на учебника)?
2. Как естествените езици се различават от изкуствените?
3. Смятате ли, че е възможно да се мине без използването на химически език, когато се описват химични явления? Ако не, защо не? Ако е така, какви биха били предимствата и недостатъците на такова описание?

2.2. Символи на химичните елементи

Символът за химичен елемент обозначава самия елемент или един атом от този елемент.
Всеки такъв символ е съкращение латинско имехимичен елемент, състоящ се от една или две букви от латинската азбука (за латинската азбука вижте Приложение 1). Символът е с главни букви. Символите, както и руските и латинските имена на някои елементи са дадени в таблица 3. Там също е дадена информация за произхода на латинските имена. Няма общо правило за произношението на символите, следователно таблица 3 също показва "четенето" на символ, т.е. как този символ се чете в химическа формула.

Невъзможно е да се замени името на елемент със символ в устна реч, а в ръкописни или печатни текстове това е разрешено, но не се препоръчва.В момента са известни 110 химични елемента, 109 от тях имат имена и символи, одобрени от Международната Съюз за чиста и приложна химия (IUPAC).
Таблица 3 предоставя информация само за 33 елемента. Това са елементите, които ще срещнете първо, когато изучавате химия. Руските имена (по азбучен ред) и символите на всички елементи са дадени в Приложение 2.

Таблица 3Имена и символи на някои химични елементи

Име
	латински		Писане
-	Писане	Произход	-	-
Азот	нитрогений	От гръцки. "раждане на селитра"		"bg"
Алуминий	Алуминий	От лат. "стипца"		"алуминий"
Аргон	Аргон	От гръцки. "неактивен"		"аргон"
Барий	Бариум	От гръцки. "тежък"		"барий"
Бор	борум	От арабски. "бял минерал"		"бор"
Бром	бромум	От гръцки. "зловонен"		"бром"
Водород	зхидрогений	От гръцки. "раждане на вода"		"пепел"
Хелий	Тойлиум	От гръцки. "слънце"		"хелий"
Желязо	Feррум	От лат. "меч"		"ферум"
злато	Auром	От лат. "изгаряне"		"аурум"
йод	азодум	От гръцки. "виолетов"		"йод"
калий	Калиум	От арабски. "луга"		"калий"
калций	оклций	От лат. "варовик"		"калций"
Кислород	Оксигений	От гръцки. "производител на киселини"		"О"
Силиций	Siлиций	От лат. "кремък"		"силиций"
Криптон	криптон	От гръцки. "скрит"		"криптон"
Магнезий	Ма жнезий	От името полуостров Магнезия		"магнезий"
Манган	Ма нганум	От гръцки. "пречистващ"		"манган"
Мед	Cuслива	От гръцки. име О. Кипър		"купрум"
Натрий	Naтриум	От арабски "перилен препарат"		"натрий"
Неон	неНа	От гръцки. "ново"		"неон"
никел	Niколона	От него. "мед на св. Николай"		"никел"
живак	з ydrar ж yrum	лат. "течно сребро"		"хидраргирум"
Водя	Плум bхм	От лат. името на сплавта от олово и калай.		"отвес"
Сяра	Ссяра	От санскрит "запалим прах"		"ес"
Сребро	А r жентум	От гръцки. " светлина"		"аргентум"
въглерод	° Сарбонеум	От лат. "въглища"		"ce"
Фосфор	Пфосфор	От гръцки. "носител на светлина"		"pe"
Флуор	Елуорум	От лат. глагол "тече"		"флуор"
хлор	клорум	От гръцки. "зеленикав"		"хлор"
хром	° Сч rомиум	От гръцки. "багрило"		"хром"
Цезий	° Сае с ium	От лат. "небесно синьо"		"цезий"
Цинк	Заз нсвършвам	От него. "калай"		"цинк"

2.3. Химични формули

Използва се за обозначаване на химикали химични формули.

За молекулярните вещества химическата формула може да означава и една молекула от това вещество.
Информацията за дадено вещество може да бъде различна, така че има различни видове химични формули.
В зависимост от пълнотата на информацията химичните формули се разделят на четири основни типа: протозои, молекулярно, структуренИ пространствен.

Долните индекси в най-простата формула нямат общ делител.
Във формулите не се поставя индекс "1".
Примери за най-простите формули: вода - H 2 O, кислород - O, сяра - S, фосфорен оксид - P 2 O 5, бутан - C 2 H 5, фосфорна киселина - H 3 PO 4, натриев хлорид (трапезна сол) - NaCl.
Най-простата формула на водата (H 2 O) показва, че водата съдържа елемента водород(H) и елемент кислород(O) и във всяка част (частта е част от нещо, което може да бъде разделено, без да губи свойствата си.) вода, броят на водородните атоми е два пъти по-голям от броя на кислородните атоми.
Брой частици, включително брой атоми, обозначени с латинската буква н. Означаване на броя на водородните атоми - н H , а броят на кислородните атоми е нО, можем да напишем това

Или нЗ: нО=2:1.

Най-простата формула на фосфорната киселина (H 3 PO 4) показва, че фосфорната киселина съдържа атоми водород, атоми фосфори атоми кислород, а съотношението на броя на атомите на тези елементи във всяка част от фосфорната киселина е 3:1:4, т.е.

NH: нП: нО=3:1:4.

Най-простата формула може да бъде съставена за всеки индивид химически, а за молекулно вещество освен това може да се състави молекулярна формула.

Примери за молекулни формули: вода - H 2 O, кислород - O 2, сяра - S 8, фосфорен оксид - P 4 O 10, бутан - C 4 H 10, фосфорна киселина - H 3 PO 4.

Немолекулните вещества нямат молекулни формули.

Последователността на записване на символите на елементите в най-простите и молекулни формули се определя от правилата на химическия език, които ще научите, докато изучавате химия. Последователността от знаци не влияе на информацията, предавана от тези формули.

От знаците, отразяващи структурата на веществата, ще използваме досега само валентен удар("тире"). Този знак показва наличието между атомите на т.нар ковалентна връзка(какъв вид връзка е това и какви са неговите характеристики, скоро ще разберете).

Във водната молекула кислородният атом е свързан чрез прости (единични) връзки с два водородни атома, а водородните атоми не са свързани помежду си. Това ясно се вижда от структурната формула на водата.

Друг пример: сярната молекула S 8 . В тази молекула 8 серни атома образуват осемчленен цикъл, в който всеки серен атом е свързан с два други атома чрез прости връзки. Сравнете структурната формула на сярата с триизмерния модел на нейната молекула, показан на фиг. 3. Моля, имайте предвид, че структурната формула на сярата не предава формата на нейната молекула, а само показва последователността на свързване на атоми чрез ковалентни връзки.

Структурната формула на фосфорната киселина показва, че в молекулата на това вещество един от четирите кислородни атома е свързан само с фосфорния атом чрез двойна връзка, а фосфорният атом от своя страна е свързан с още три кислородни атома чрез прости връзки . Освен това всеки от тези три кислородни атома е свързан чрез проста връзка с един от трите водородни атома, присъстващи в молекулата./p>

Сравнете следния триизмерен модел на молекулата на метана с неговата пространствена, структурна и молекулна формула:

В пространствената формула на метана клиновидни валентни щрихи, сякаш в перспектива, показват кой от водородните атоми е „по-близо до нас“ и кой е „по-далеч от нас“.

Понякога пространствената формула показва дължините на връзките и стойностите на ъглите между връзките в молекулата, както е показано в примера на водната молекула.

Немолекулните вещества не съдържат молекули. За удобство при извършване на химични изчисления в немолекулно вещество, т.нар формулна единица.

Примери за състава на формулните единици на някои вещества: 1) силициев диоксид (кварцов пясък, кварц) SiO 2 - формулната единица се състои от един силициев атом и два кислородни атома; 2) натриев хлорид (готварска сол) NaCl - формулната единица се състои от един атом натрий и един атом хлор; 3) желязо Fe - формулна единица се състои от един железен атом.Подобно на молекулата, формулната единица е най-малката част от веществото, която запазва своите химични свойства.

Таблица 4

Информация, предадена чрез различни видове формули

Тип формула	Информацията се предава по формулата.
Протозои Молекулярна Структурни Пространствени		Атомите от кои елементи изграждат дадено вещество. Съотношенията между броя на атомите на тези елементи. Броят на атомите на всеки от елементите в молекулата. Видове химични връзки. Последователността на свързване на атоми чрез ковалентни връзки. Множество ковалентни връзки. Взаимна договореностатоми в космоса. Дължини на свързване и ъгли на свързване (ако са посочени).

Нека сега разгледаме с примери каква информация ни дават формулите от различни видове.

1. Вещество: оцетна киселина. Най-простата формула е CH 2 O, молекулната формула е C 2 H 4 O 2, структурната формула

Най-простата формулани казва това
1) в състава оцетна киселинавключва въглерод, водород и кислород;
2) в това вещество броят на въглеродните атоми е свързан с броя на водородните атоми и с броя на кислородните атоми като 1:2:1, т.е. нЗ: н° С: нО = 1:2:1.
Молекулярна формуладобавя, че
3) в молекула на оцетна киселина - 2 въглеродни атома, 4 водородни атома и 2 кислородни атома.
Структурна формуладобавя, че
4, 5) в молекулата два въглеродни атома са свързани с единична връзка; единият от тях, освен това, е свързан с три водородни атома, с всяка единична връзка, а другият с два кислородни атома, с една двойна връзка, а с другия с единична връзка; последният кислороден атом също е свързан чрез проста връзка с четвъртия водороден атом.

2. Вещество: натриев хлорид. Най-простата формула е NaCl.
1) Натриевият хлорид съдържа натрий и хлор.
2) В това вещество броят на натриевите атоми е равен на броя на хлорните атоми.

3. Вещество: желязо. Най-простата формула е Fe.
1) Съставът на това вещество включва само желязо, т.е. това е просто вещество.

4. Вещество: триметафосфорна киселина . Най-простата формула е HPO 3, молекулната формула е H 3 P 3 O 9, структурната формула

1) Съставът на триметафосфорната киселина включва водород, фосфор и кислород.
2) нЗ: нП: нО = 1:1:3.
3) Молекулата се състои от три водородни атома, три фосфорни атома и девет кислородни атома.
4, 5) Три фосфорни атома и три кислородни атома, редуващи се, образуват шестчленен цикъл. Всички връзки в цикъла са прости. Освен това всеки фосфорен атом е свързан с още два кислородни атома, с един - двойна връзка, а другият - проста. Всеки от трите кислородни атома, свързани с прости връзки с фосфорни атоми, също е свързан с проста връзка с водороден атом.

Фосфорна киселина - H3PO4(друго име е фосфорна киселина) е прозрачно безцветно кристално вещество с молекулярна структура, топящо се при 42 o C. Това вещество е много разтворимо във вода и дори абсорбира водни пари от въздуха (хигроскопично). Фосфорната киселина се произвежда в големи количества и се използва предимно в производството на фосфатни торове, както и в химическата промишленост, в производството на кибрит и дори в строителството. В допълнение, фосфорната киселина се използва в производството на цимент в зъботехниката, е част от много лекарства. Тази киселина е достатъчно евтина, така че в някои страни, като Съединените щати, много чиста фосфорна киселина, силно разредена с вода, се добавя към освежителните напитки, за да замени скъпата лимонена киселина.

Метан - CH 4.Ако имате газова печка у дома, тогава се натъквате на това вещество всеки ден: природният газ, който гори в горелките на вашата печка, е 95% метан. Метанът е газ без цвят и мирис с точка на кипене от -161 o C. Когато се смеси с въздух, той е експлозивен, което обяснява експлозиите и пожарите, които понякога възникват във въглищни мини (друго име за метана е пожар). Третото наименование на метана - блатен газ - се дължи на факта, че мехурчетата от този конкретен газ се издигат от дъното на блатата, където се образува в резултат на дейността на определени бактерии. В промишлеността метанът се използва като гориво и суровина за производството на други вещества.Метанът е най-простият въглеводород. Този клас вещества включва също етан (C 2 H 6), пропан (C 3 H 8), етилен (C 2 H 4), ацетилен (C 2 H 2) и много други вещества.

Таблица 5.Примери за формули от различни видове за някои вещества-