כיצד לכתוב פורמולה של תרכובת כימית

נוסחאות תרכובות כימיות מספקות תקשורת קצרה למבנה המולקולות והתרכובות. קריאה וכתיבה של הנוסחה הכימית של תרכובות דורשת רק מעט הבנה של שפת הכימיה.

המדע תלוי בדיוק של השפה כדי לתקשר בצורה יעילה. ההגדרות הבאות יסייעו לך ללמוד כיצד לכתוב את הנוסחה הכימית לתרכובות שונות.

אטומים הם החלקיקים הקטנים ביותר של יסוד. לא ניתן לפרק אטומים עוד ועוד לשמור על המאפיינים הייחודיים של היסוד. לאטומים שלושה תת חלקיקים עיקריים: פרוטונים (חלקיקים חיוביים) ונויטרונים (חלקיקים ללא כל מטען) יוצרים את הגרעין או את מרכז האטום, ואלקטרונים (שיש להם מטענים שליליים) נעים סביב גַרעִין. אלקטרונים זעירים אלה ממלאים תפקיד קריטי ביצירת תרכובות.

אלמנטים מכילים אטום מסוג אחד בלבד. אלמנטים עשויים להיות מתכות, לא מתכות או חצי מתכות.

תרכובות נוצרות כאשר אטומים משתלבים כימית. כאשר מתכות משלבות (מגיבות) עם לא מתכות, בדרך כלל נוצרות תרכובות יוניות. כאשר לא מתכות מתאחדות, בדרך כלל נוצרות תרכובות קוולנטיות.

מולקולות הן החלק הקטן ביותר של תרכובת בעלת תכונות התרכובת. למולקולות אין מטען, כלומר החיוביות והשליליות מבטלות זו את זו.

יונים נוצרים כאשר אטום או קבוצת אטומים צוברים או מאבדים אלקטרונים אחד או יותר, מה שמביא לחלקיקים טעונים שלילית או חיובית. יונים חיוביים נוצרים כאשר האלקטרונים הולכים לאיבוד או נלקחים. יונים שליליים נוצרים כאשר מוסיפים אלקטרונים.

נוסחה כימית מייצגת את ההרכב הכימי של חומר. כתיבת משוואות כימיות דורשת הבנה כיצד פועלות נוסחאות כימיות.

לכל אלמנט יש סמל משלו. הטבלה המחזורית של אלמנטים מציגה את האלמנטים ואת הסמלים שלהם, שהם בדרך כלל האות הראשונה או שתי האותיות הראשונות של שם האלמנט. עם זאת, כמה אלמנטים היו ידועים כל כך הרבה זמן עד שהסמלים שלהם נובעים משמם הלטיני או היווני. לדוגמא, הסמל להוביל, Pb, מגיע מהמילה הלטינית עוֹפֶרֶת.

בסימנים כימיים עם שתי אותיות יש באותיות רישיות תמיד באותיות גדולות ובאות השנייה באותיות קטנות. פורמט סטנדרטי זה מונע בלבול. לדוגמא, הסמל Bi מייצג ביסמוט, אלמנט 83. אם אתה רואה BI, זה מייצג תרכובת העשויה בורון (B, יסוד 5) ויוד (I, יסוד 53).

מיקום המספרים בנוסחאות כימיות מספק מידע ספציפי על היסוד או התרכובת.

מספר האטומים או המולקולות

המספר שקדם לסמל יסוד או נוסחה מורכבת מספר כמה אטומים או מולקולות. אם לא מופיע מספר לפני הסמל, יש רק אטום או מולקולה אחת. לדוגמה, שקול את הנוסחה לתגובה הכימית היוצרת פחמן דו חמצני, C + 2O → CO₂. המספר 2 שלפני סמל החמצן O מראה שיש שני אטומי חמצן בתגובה. היעדר מספר שקדם לסמל הפחמן C ולנוסחת התרכובת CO₂ מראה שיש אטום פחמן אחד ומולקולת פחמן דו חמצני אחת.

משמעות מספרי מנויים

מספרי מנויים בנוסחאות כימיות מייצגים את מספר האטומים או המולקולות שקדמו למכתב. אם שום כתב משנה אינו עוקב אחר הסמל הכימי, רק אחד מהיסודות או התרכובות מתרחשים במולקולה. בדוגמה של פחמן דו חמצני, CO₂, כתב המשנה 2 בעקבות סמל החמצן O אומר שיש שני אטומי חמצן בתרכובת CO₂, ואין שום כתב המשנה העוקב אחר הסמל C שאומר שרק אטום פחמן אחד מופיע במולקולה. מולקולות מורכבות יותר כמו יון חנקתי NO₃ ייכלל בסוגריים אם יותר מאחת מתרחשת בנוסחה והמנוי ימוקם מחוץ לסוגריים הסוגרים. לדוגמא, התרכובת מגנזיום חנקתי נכתבת כ- Mg (NO₃)₂. בדוגמה זו, לתרכובת אטום מגנזיום אחד ושתי מולקולות חנקתיות.

פירוש המספרים והסימנים העל-כפיים

מספרים וסימנים עילאיים מייצגים מטענים של יונים. יונים יכולים להיות אטומים בודדים או פולי-אטומיים. לרוב היונים הפוליאטומיים יש מטענים שליליים. מטענים שליליים מתרחשים כאשר מספר האלקטרונים גדול ממספר הפרוטונים. מטענים חיוביים מתרחשים כאשר מספר הפרוטונים עולה על מספר האלקטרונים.

בדוגמה של מגנזיום חנקתי, נוסחת התגובה הכימית היא:

מג²⁺ + 2 (NO₃)^- → Mg (NO₃)₂

כתב העל 2+ (שניתן לכתוב גם כ -2 או ++) מראה כי ליון המגנזיום יש שני מטענים חיוביים נוספים ואילו כתב העל - מראה כי יון החנקן NO₃ יש מטען שלילי אחד. מכיוון שהמולקולה הסופית חייבת להיות ניטרלית, החיובי והשלילי חייבים לבטל זה את זה כדי להוסיף לאפס. לכן, יון מגנזיום חיובי אחד עם מטען 2+ שלו משולב עם שני יונים חנקתיים שליליים, עם מטען שלילי אחד כל אחד, ליצירת מולקולת ניטראג ניטראלית:

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

מספרים וקידומות כימיות

נוסחאות רבות משתמשות בקידומות לטיניות ויווניות כדי לזהות את מספר האטומים או היונים בתרכובת. קידומות נפוצות כוללות מונו (אחד או יחיד), bi או di (שניים או כפולים), טרי (שלוש), טטרה (ארבע), פנטה (חמש), הקסה (שש) והפטה (שבע). לדוגמא, לפחמן חד חמצני יש אטום פחמן אחד ואטום חמצן אחד ואילו פחמן דו חמצני אטום פחמן אחד ושני אטומי חמצן. הנוסחאות הכימיות הן CO ו- CO₂, בהתאמה.

בעת שמות כימיקלים, מונחים מיוחדים וקיצורים נפוצים. הקטיון או היון החיובי משתמשים בשם האלמנט, עם ספרה רומאית אם לאלמנט יש יותר ממטען אפשרי אחד. אם רק יסוד אחד יוצר את האניון או את היון השלילי, המונח השני הוא שם היסוד "שורש" עם הסוף -ide, כמו תחמוצת (חמצן + אידי) או כלוריד (כלור + אידי). אם האניון הוא פולי-אטומי, השם בא משמו של היון הפולי-אטומי. יש לשנן שמות אלה, אך כמה יונים פולי-אטומיים נפוצים כוללים:

• הידרוקסיד (OH^-)
  
• פחמתי (CO₃^-)
  
• פוספט (PO₄^3-)
  
• חנקתי (NO₃^-)
  
• סולפט (SO₄^2-)

השתמש בדוגמאות הבאות לתרגול כתיבת נוסחאות כימיות. למרות שהשם בדרך כלל מראה את סדר האטומים או התרכובות, כיצד ניתן לדעת איזה יסוד מגיע ראשון בנוסחה כימית? בעת כתיבת הנוסחה, האטום או היון החיובי מופיעים קודם ואחריו שם היון השלילי.

השם הכימי למלח שולחן נפוץ הוא נתרן כלורי. הטבלה המחזורית מראה שהסמל לנתרן הוא Na והסמל לכלור הוא Cl. הנוסחה הכימית לנתרן כלורי היא NaCl.

השם הכימי של ממס לניקוי יבש הוא פחמן טטרכלוריד. הסמל לפחמן הוא C. פירושו של טטרה הוא ארבעה והסמל לכלור הוא Cl. הנוסחה הכימית לפחמן טטרכלוריד היא CCl₄.

השם הכימי לסודה לשתיה הוא נתרן ביקרבונט. הסמל לנתרן הוא Na. הקידומת bi- פירושה שתיים או כפולות, ופחמתי מתייחס ליון הפולי-אטומי CO₃. הנוסחה הכימית לכן היא Na (CO₃)₂.

נסה לכתוב את הנוסחה לתרכובת בשם dinitrogen heptachloride. Di- פירושו שניים או כפולים, כך שיש שני אטומי חנקן. Hepta- פירושו שבעה, ולכן ישנם שבעה אטומי כלוריד (כלור). הנוסחה חייבת להיות N₂קל₇.

אחד היונים הפוליאטומיים הנטענים בחיוב הוא אמוניום. הנוסחה ליון האמוניום היא NH₃⁺. לתרכובת האמוניום הידרוקסיד הנוסחה NH₃אה. אמנם זה נראה הגיוני לשלב סמלים כך שהנוסחה תקרא כ- NH₄הו, זה לא יהיה נכון. כדי לכתוב נכון את הנוסחה הכימית למולקולה זו שני היונים הפוליאטומיים, אמוניום והידרוקסיד, מיוצגים בנפרד בנוסחה.

מתכות מעבר יכולות ליצור יונים שונים. החיוב יוצג בשם המתחם כמספר רומי. לדוגמא, המתחם CuF₂ ייכתב כפלואוריד נחושת (II), שייקבע מכיוון שמטען יון הפלואוריד הוא תמיד 1-, ולכן על יון הנחושת המאזן להיות בעל מטען של 2+. באמצעות מודל זה, הנוסחה של ברזל (III) כלורי צריכה להיות FeCl₃ מכיוון שלברזל (III) יש טעינה של 3+. בידיעה כי ליון כלור יחיד יש מטען שלילי אחד, על המולקולה הנייטרלית להכיל שלושה יוני כלור שליליים כדי לאזן את יון הברזל (III).

שמות מסורתיים יותר, פחות סטנדרטיים, עדיין נשארים בכימיה. לדוגמא, שטיפות פלואור רבות מונות כמרכיב פלואוריד דו-ממדי. סטנוס מתייחס לפח (II), ולכן הנוסחה הכימית לפלואוריד סטאנוס היא SnF₂. שמות אחרים שאינם סטנדרטיים נפוצים כוללים ברזל [ברזל (III)], ברזל [ברזל (II)] וסטני [פח (IV)]. הסיומת -ic מתייחסת לצורה עם מטען יוני גבוה יותר ואילו הסיומת -ous מתייחסת לצורה עם המטען היוני הנמוך.