Формулите на химичните съединения осигуряват стенографска комуникация за структурата на молекулите и съединенията. Четенето и писането на химическата формула на съединенията изисква само малко разбиране на езика на химията.
Определения на термините
Науката зависи от точността на езика за ефективно общуване. Следващите определения ще ви помогнат да научите как да пишете химическата формула за различни съединения.
Атомите са най-малките частици на даден елемент. Атомите не могат да се разграждат допълнително и все пак запазват уникалните характеристики на елемента. Атомите имат три основни субчастици: протони (положителни частици) и неутрони (частици без такива заряд) образуват ядрото или центъра на атома, а електроните (които имат отрицателни заряди) се движат около ядро. Тези малки електрони играят критична роля при образуването на съединения.
Елементите съдържат само един вид атом. Елементите могат да бъдат метали, неметали или полуметали.
Съединенията се образуват, когато атомите се комбинират химически. Когато металите се комбинират (реагират) с неметали, обикновено се образуват йонни съединения. Когато неметалите се комбинират, обикновено се образуват ковалентни съединения.
Молекулите са най-малката част от съединението, които имат свойствата на съединението. Молекулите нямат такса, което означава, че позитивите и негативите се анулират.
Йони се образуват, когато атом или група атоми спечелят или загубят един или повече електрони, което води до отрицателно или положително заредени частици. Положителните йони се образуват, когато електроните се загубят или отнемат. Отрицателните йони се образуват при добавяне на електрони.
Химическата формула представлява химическия състав на дадено вещество. Писането на химични уравнения изисква разбиране как работят химическите формули.
Идентифициране на символи на елементи
Всеки елемент има свой собствен символ. Периодичната таблица на елементите показва елементите и техните символи, които обикновено са първата буква или първите две букви от името на елемента. Няколко елемента обаче са известни от толкова дълго време, че техните символи произлизат от техните латински или гръцки имена. Например символът за олово, Pb, идва от латинската дума отвес.
Писане на химични символи
Химическите символи с две букви винаги имат първата буква с главни букви, а втората - с малки букви. Този стандартен формат предотвратява объркване. Например, символът Bi представлява бисмут, елемент 83. Ако видите BI, това представлява съединение, направено от бор (B, елемент 5) и йод (I, елемент 53).
Числа в химични формули
Позицията на числата в химическите формули предоставя конкретна информация за елемента или съединението.
Брой атоми или молекули
Числото, предхождащо символа на елемента или формулата на съединението, показва колко атоми или молекули. Ако преди символа не се появи число, има само един атом или молекула. Например, разгледайте формулата за химичната реакция, която образува въглероден диоксид, C + 2O → CO2. Числото 2, предхождащо кислородния символ O, показва, че в реакцията има два кислородни атома. Липсата на число, предхождащо въглеродния символ С и съединението формула CO2 показва, че има един въглероден атом и една молекула въглероден диоксид.
Значение на номера на индекса
Номерата на индекса в химическите формули представляват броя на атомите или молекулите, непосредствено предхождащи индекса. Ако нито един индекс не следва химичния символ, в молекулата се среща само един от елемента или съединението. В примера на въглеродния диоксид CO2, индексът 2, следващ кислородния символ O, казва, че в съединението CO има два кислородни атома2, и нито един индекс след символа С не казва, че само един въглероден атом се среща в молекулата. По-сложни молекули като нитратния йон NO3 ще бъде затворено в скоби, ако във формулата се появи повече от един и индексът ще бъде поставен извън затварящата скоба. Например, съединението магнезиев нитрат се записва като Mg (NO3)2. В този пример съединението има един магнезиев атом и две нитратни молекули.
Значение на горните индекси и знаци
Горните числа и знаци представляват зарядите на йони. Йоните могат да бъдат отделни атоми или многоатомни. Повечето многоатомни йони имат отрицателни заряди. Отрицателните заряди се случват, когато броят на електроните е по-голям от броя на протоните. Положителни заряди възникват, когато броят на протоните надвишава броя на електроните.
В примера с магнезиев нитрат формулата на химичната реакция е:
Mg2+ + 2 (НЕ3)- → Mg (НЕ3)2
Горният индекс 2+ (който може да бъде записан и като +2 или ++) показва, че магнезиевият йон има два допълнителни положителни заряда, докато горният индекс - показва, че нитратният йон NO3 има един отрицателен заряд. Тъй като крайната молекула трябва да е неутрална, положителните и отрицателните страни трябва да се отменят, за да се добавят към нула. И така, един положителен магнезиев йон с неговия 2+ заряд се комбинира с два отрицателни нитратни йона, с по един отрицателен заряд всеки, за да образува неутралната молекула магнезиев нитрат:
2 + 2(-1) = 2 - 2 = 0
Числа и химически префикси
Много формули използват латински и гръцки префикси, за да идентифицират броя на атомите или йоните в съединението. Общите префикси включват моно (един или единичен), bi или di (два или двойни), tri (три), тетра (четири), penta (пет), hexa (шест) и hepta (седем). Например, въглеродният оксид има един въглероден атом и един кислороден атом, докато въглеродният диоксид има един въглероден атом и два кислородни атома. Химичните формули са CO и CO2, съответно.
Допълнителни химически съкращения
Когато се назовават химикали, често се срещат специални термини и съкращения. Катионът или положителният йон използва името на елемента с римска цифра, ако елементът има повече от един възможен заряд. Ако само един елемент образува анион или отрицателен йон, вторият термин е името на елемента "корен" с окончание -ide, като оксид (кислород + ide) или хлорид (хлор + ide). Ако анионът е многоатомен, името идва от името на многоатомния йон. Тези имена трябва да се запомнят, но някои често срещани многоатомни йони включват:
- хидроксид (OH-)
- карбонат (CO3-)
- фосфат (PO43-)
- нитрат (NO3-)
- сулфат (SO42-)
Примери за химическа формула
Използвайте следните примери, за да практикувате писането на химически формули. Въпреки че името обикновено показва реда на атомите или съединенията, как да разберете кой елемент е на първо място в химическата формула? Когато пишете формула, положителният атом или йон е на първо място, последван от името на отрицателния йон.
Химичното наименование на обикновената готварска сол е натриев хлорид. Периодичната таблица показва, че символът за натрий е Na, а символът за хлор е Cl. Химичната формула за натриев хлорид е NaCl.
Химичното наименование на разтворителя за химическо чистене е тетрахлорметан. Символът за въглерод е C. Tetra означава четири, а символът за хлор е Cl. Химичната формула за въглероден тетрахлорид е CCl4.
Химичното наименование на содата за хляб е натриев бикарбонат. Символът за натрий е Na. Префиксът би- означава две или двойни, а карбонатът се отнася до многоатомния йон CO3. Следователно химическата формула е Na (CO3)2.
Опитайте да напишете формулата за съединение, наречено динитроген хептахлорид. Di- означава два или двойно, така че има два азотни атома. Hepta- означава седем, така че има седем хлоридни (хлорни) атома. Тогава формулата трябва да е N2Cl7.
Един от малкото положително заредени многоатомни йони е амонийът. Формулата за амониевия йон е NH3+. Съединението амониев хидроксид има формулата NH3ОХ. Въпреки че може да изглежда логично да се комбинират символи, така че формулата да се чете като NH4О, това не би било правилно. За да се напише правилно химическата формула за тази молекула, двата многоатомни йона, амоний и хидроксид, са представени отделно във формулата.
Формула на преходен метал
Преходните метали могат да образуват различни йони. Зарядът ще бъде показан в сложното име като римска цифра. Например, съединението CuF2 ще бъде записан като меден (II) флуорид, определен, тъй като зарядът на флуоридните йони винаги е 1-, така че балансиращият меден йон трябва да има заряд 2+. Използвайки този модел, формулата за железен (III) хлорид трябва да бъде FeCl3 тъй като желязото (III) има заряд 3+. Знаейки, че един хлорен йон има един отрицателен заряд, неутралната молекула трябва да има три отрицателни хлорни йона, за да балансира железния (III) йон.
По-традиционните, по-малко стандартизирани имена все още остават в химията. Например, много флуоридни изплаквания посочват калаен флуорид като съставка. Становият се отнася до калай (II), така че химическата формула за калаен флуорид е SnF2. Други често използвани нестандартни наименования включват железен [желязо (III)], железен [желязо (II)] и стонов [калай (IV)]. Суфиксът -ic се отнася до формата с по-висок йонен заряд, докато суфиксът -ous се отнася до формата с по-нисък йонен заряд.
