РАЗДЕЛ И. ОБЩАЯ ХИМИЯ
1. Основные химические понятия. Вещество
1.3. Химические символы и формулы
Каждый химический элемент имеет свой химический символ. Символы, как правило, состоят из начальных букв латинских названий химических элементов - Н (Hydrogenium), Не (Гелий), Li (Литий) и т.д.; Be, В, С, N, О, F... Их используют для обозначения химических элементов, написание формул простых (Н2, S8, W) и сложных веществ (НСl, Mg(NO3)2, С6Н6), химических реакций.
Химическая формула - это условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов. Индекс - это число в формуле вещества, которое указывает на количество атомов каждого элемента в молекуле4. Например, в формуле ортофосфатной кислоты Н3РO4 латинские буквы Н, Р и О - это символы, а цифры 3 и 4 - индексы (индекс 1 не указывают):
В формуле иона, кроме нижнего, отмечают еще и верхний индекс, который показывает величину заряда и его знак: сульфат-ион - SO42-; ион Кальция - Са2+; гидроксид-ион - ВОН-; нитрат-ион -NO3-.
Формульная единица
Не все вещества построены из молекул - существуют вещества с атомной или ионной строения. Например, благородные (инертные) газы, являются веществами, состоящие из свободных, не связанных в молекулы атомов5; кристалл поваренной соли построен из ионов: ионы он распадается, попадая в воду и растворяясь в ней. Для обозначения таких веществ было введено понятие формульной единицы.
Формульная единица - это наименьшая составляющая частица вещества; им может быть атом, молекула, ион или их совокупность, что записывается с помощью химической формулы. Она отражает не строение, а элементарный состав вещества. Итак, формульная единица - это то, что записано с помощью химической формулы. Так:
• для меди (вещества атомного строения) формульной единицей считают атом Купруму (Сu);
• для силиция(ИV) оксида (SiO2), вещества атомного строения, совокупность одного атома Кремния (Si) и двух атомов Кислорода (О);
• для ферум(III) сульфата (Fe2(SO4)3) - совокупность двух ионов Железа (III) (Fe3+) и трех сульфат-ионов (SO42-);
• для этанола С2Н6O (вещества молекулярного строения) - совокупность двух атомов Углерода (С), шести атомов Водорода (Н) и одного атома Кислорода (О).
В формуле соединения атомной или ионной строения индексы указывают на соотношения в ней ионов или атомов.
В химии пользуются несколькими видами химических формул: молекулярными, эмпирическими, электронными, структурными и графическими:
|
Вид формулы
|
Что показывает
|
Пример
|
|
Молекулярная:
- брутго-формула
- рациональная
|
качественный и количественный состав веществ
общее количество атомов каждого элемента в молекуле группу атомов (функциональную группу), которая характерна для определенного типа соединений или входит в состав молекулы
|
|
|
Эмпирическая (Простейшая)
|
качественный состав вещества и соотношение между числом атомов элементов в ней - молярное соотношение
|
|
|
Электронная
|
схематически изображает механизм образования связей в молекулах веществ (точками обозначены общие электронные пары)
|
 (аммиак)
|
|
Структурная
|
последовательность соединения атомов в молекуле и может нести информацию о структуре или пространственное строение частиц (молекул, ионов)
|
 (ион аммония тетраедричної формы)
|
|
Графическая
|
последовательность соединения атомов в молекуле (или в сложном ионе) и валентность каждого элемента (каждая черточка - одна валентность)
|
 (сульфатная кислота)
|
________________________________________________________________
1 Физическое тело - это материальный объект, имеющий массу, объем и отграничен от других тел границей раздела.
2 Четкой границы между ними нет. В природе существует множество процессов, которые являются физико-химическими, например растворения. Аналогично нет такой границы и между химическими и биологическими процессами.
3 Во время ядерных реакций происходит превращение одного вещества на другое (со сменой состава ядра).
4 Нижний правый индекс. Есть и другие индексы, о которых дальше будет.
5 В принципе в атомарном состоянии некоторое время может находиться любое простое вещество.