Kuidas kirjutada keemilise ühendi valem

Keemiliste ühendite valemid annavad molekulide ja ühendite struktuuri kohta lühikese teabe. Ühendite keemilise valemi lugemine ja kirjutamine nõuab keemiakeelest vaid veidi arusaamist.

Teadus sõltub tõhusast suhtlemisest keele täpsusest. Järgmised määratlused aitavad teil õppida kirjutama erinevate ühendite keemilist valemit.

Aatomid on elemendi väikseimad osakesed. Aatomeid ei saa edasi lagundada ja need säilitavad siiski elemendi ainulaadsed omadused. Aatomitel on kolm peamist alaosakest: prootonid (positiivsed osakesed) ja neutronid (osakesed, millel pole ühtegi osakest) laeng) moodustavad aatomi tuuma või keskme ja elektronid (millel on negatiivsed laengud) liiguvad aatomi ümber tuum. Nendel väikestel elektronidel on ühendite moodustamisel kriitiline roll.

Elemendid sisaldavad ainult ühte liiki aatomit. Elemendid võivad olla metallid, mittemetallid või poolmetallid.

Ühendid moodustuvad aatomite keemilisel kombineerimisel. Kui metallid ühenduvad (reageerivad) mittemetallidega, tekivad tavaliselt ioonsed ühendid. Mittemetallide ühendamisel moodustuvad tavaliselt kovalentsed ühendid.

Molekulid on ühendi väikseim osa, millel on ühendi omadused. Molekulidel pole laengut, see tähendab, et positiivsed ja negatiivsed takistavad üksteist.

Ioonid tekivad siis, kui aatom või aatomirühm omandab või kaotab ühe või mitu elektroni, mille tulemuseks on negatiivselt või positiivselt laetud osakesed. Positiivsed ioonid tekivad elektronide kadumisel või ära võtmisel. Elektroonide lisamisel moodustuvad negatiivsed ioonid.

Keemiline valem tähistab aine keemilist koostist. Keemiliste võrrandite kirjutamine nõuab keemiliste valemite toimimise mõistmist.

Igal elemendil on oma sümbol. Elementide perioodiline tabel näitab elemente ja nende sümboleid, mis on tavaliselt elemendi nime esimene täht või kaks esimest tähte. Mõned elemendid on aga teada nii kaua, et nende sümbolid tulenevad ladina või kreeka nimedest. Näiteks plii sümbol Pb tuleneb ladinakeelsest sõnast ploom.

Kahe tähega keemilistel sümbolitel on esimene täht alati suurtähega ja teine ​​väiketähega. See standardvorm hoiab ära segadust. Näiteks sümbol Bi tähistab vismutit, element 83. Kui näete BI-d, tähistab see boorist (B, element 5) ja joodist (I, element 53) valmistatud ühendit.

Arvude asukoht keemilistes valemites annab konkreetse teabe elemendi või ühendi kohta.

Aatomite või molekulide arv

Elemendisümbolile või liitvalemile eelnev arv näitab, kui palju aatomeid või molekule. Kui sümboli ette ei kuvata ühtegi numbrit, on ainult üks aatom või molekul. Vaatleme näiteks keemilise reaktsiooni valemit, mis moodustab süsinikdioksiidi C + 2O → CO₂. Hapniku sümbolile O eelnev number 2 näitab, et reaktsioonis on kaks hapniku aatomit. Süsiniku sümbolile C ja ühendi valemile CO eelneva arvu puudumine₂ näitab, et on üks süsinikuaatom ja üks süsinikdioksiidi molekul.

Alaindeksite numbrite tähendus

Keemiliste valemite alapunktide numbrid tähistavad vahetult indeksile eelnenud aatomite või molekulide arvu. Kui keemilist sümbolit ei järgne ükski alaindeks, esineb molekulis ainult üks element või ühend. Süsinikdioksiidi näitel CO₂, hapniku sümbolile O järgnev alaindeks 2 ütleb, et ühendis CO on kaks hapniku aatomit₂ja ükski sümbolile C järgnev alaindeks ei ütle, et molekulis esineb ainult üks süsinikuaatom. Keerulisemad molekulid nagu nitraatioon NO₃ suletakse sulgudesse, kui valemis on rohkem kui üks ja alaindeks asetatakse sulgevatest sulgudest väljapoole. Näiteks on magneesiumnitraadi ühend kirjutatud kui Mg (NO₃)₂. Selles näites on ühendil üks magneesiumi aatom ja kaks nitraadimolekuli.

Üleindeksi numbrite ja märkide tähendus

Ülakoodi numbrid ja märgid tähistavad ioonide laenguid. Ioonid võivad olla üksikud aatomid või polüatoomid. Enamikul polüatoomilistest ioonidest on negatiivsed laengud. Negatiivsed laengud toimuvad siis, kui elektronide arv on suurem kui prootonite arv. Positiivsed laengud tekivad siis, kui prootonite arv ületab elektronide arvu.

Magneesiumnitraadi näites on keemilise reaktsiooni valem:

Mg²⁺ + 2 (EI₃)^- → Mg (EI₃)₂

Ülaindeks 2+ (mida võib kirjutada ka kui +2 või ++) näitab, et magneesiumioonil on kaks täiendavat positiivset laengut, samas kui ülaindeks näitab, et nitraadiioon NO₃ on üks negatiivne laeng. Kuna lõplik molekul peab olema neutraalne, peavad positiivsed ja negatiivsed nullist lisamiseks üksteist tühistama. Niisiis, üks positiivne magneesiumioon koos oma 2+ laenguga ühendub kahe negatiivse nitraadiiooniga, kumbki ühe negatiivse laenguga, moodustades neutraalse magneesiumnitraadi molekuli:

2 + 2(-1) = 2 - 2 = 0

Numbrid ja keemilised prefiksid

Paljud valemid kasutavad ühendi aatomite või ioonide arvu tuvastamiseks ladina ja kreeka prefikse. Tavaliste eesliidete hulka kuuluvad mono (üks või üksik), bi või di (kaks või topelt), tri (kolm), tetra (neli), penta (viis), heksa (kuus) ja hepta (seitse). Näiteks on süsinikmonooksiidil üks süsinikuaatom ja üks hapnikuaatom, süsinikdioksiidil aga üks süsinikuaatom ja kaks hapnikuaatomit. Keemilised valemid on CO ja CO₂vastavalt.

Kemikaalide nimetamisel on levinud eriterminid ja lühendid. Katioon või positiivne ioon kasutab elemendi nime koos rooma numbriga, kui elemendil on rohkem kui üks võimalik laeng. Kui ainult üks element moodustab aniooni või negatiivse iooni, on teine ​​termin "root" elemendi nimi, mille lõpp on -id, näiteks oksiid (hapnik + ide) või kloriid (kloor + ide). Kui anioon on polüatoomiline, tuleb see nimi polüatoomse iooni nimest. Need nimed tuleb meelde jätta, kuid mõned tavalised polüatoomilised ioonid hõlmavad järgmist:

• hüdroksiid (OH^-)
  
• karbonaat (CO₃^-)
  
• fosfaat (PO₄^3-)
  
• nitraat (NO₃^-)
  
• sulfaat (SO₄^2-)

Keemiliste valemite kirjutamise harjutamiseks kasutage järgmisi näiteid. Kuigi nimetus näitab tavaliselt aatomite või ühendite järjestust, siis kuidas saab teada, milline element on keemilises valemis esikohal? Valemi kirjutamisel tuleb kõigepealt positiivne aatom või ioon, millele järgneb negatiivse iooni nimi.

Tavalise lauasoola keemiline nimetus on naatriumkloriid. Perioodilisest tabelist nähtub, et naatriumi sümbol on Na ja kloori sümbol Cl. Naatriumkloriidi keemiline valem on NaCl.

Keemilise puhastuse lahusti keemiline nimetus on süsiniktetrakloriid. Süsiniku sümbol on C. Tetra tähendab nelja ja kloori sümbol on Cl. Süsiniktetrakloriidi keemiline valem on CCl₄.

Söögisooda keemiline nimetus on naatriumvesinikkarbonaat. Naatriumi sümbol on Na. Eesliide bi- tähendab kahte või topelt ning karbonaat viitab polüatomaalsele ioonile CO₃. Keemiline valem on seetõttu Na (CO₃)₂.

Proovige kirjutada ühendi nimega dinitrogen heptachloride valem. Di- tähendab kahte või topelt, seega on kaks lämmastikuaatomit. Hepta- tähendab seitset, seega on seitse kloriidi (kloori) aatomit. Valem peab olema siis N₂Cl₇.

Üks väheseid positiivselt laetud polüatoomilisi ioone on ammoonium. Ammooniumiooni valem on NH₃⁺. Ühend ammooniumhüdroksiid valemiga NH₃OH. Kuigi võib tunduda loogiline kombineerida sümboleid nii, et valem loeks NH-d₄O, see poleks õige. Selle molekuli keemilise valemi õigeks kirjutamiseks on kaks polüatoomilist iooni, ammoonium ja hüdroksiid, valemis eraldi esindatud.

Siirdemetallid võivad moodustada erinevaid ioone. Laeng kuvatakse liitnimes rooma numbrina. Näiteks ühend CuF₂ kirjutatakse vask (II) fluoriidina, mis on määratud seetõttu, et fluoriidioonide laeng on alati 1-, seega peab tasakaalustav vase ioon olema laetud 2+. Selle mudeli kasutamisel peab raud (III) kloriidi valem olema FeCl₃ sest raual (III) on 3+ laeng. Teades, et ühel klooriioonil on üks negatiivne laeng, peab raua (III) iooni tasakaalustamiseks neutraalsel molekulil olema kolm negatiivset kloori iooni.

Traditsioonilisemad, vähem standardiseeritud nimed jäävad keemias siiski püsima. Näiteks on paljudes fluoriidi loputustes koostisosana loetletud tinafluoriid. Stannous viitab tinale (II), seega on tinanfluoriidi keemiline valem SnF₂. Muude tavaliselt kasutatavate mittestandardsete nimetuste hulka kuuluvad raud [raud (III)], raud [raud (II)] ja tann [tina (IV)]. Sufiks -ic viitab suurema ioonlaenguga vormile, sufiks -ous aga väiksema ioonlaenguga vormile.