Hoe een chemische verbindingsformule te schrijven?

Formules van chemische verbindingen bieden een steno-communicatie voor de structuur van moleculen en verbindingen. Het lezen en schrijven van de chemische formule van verbindingen vereist slechts een klein beetje begrip van de taal van de chemie.

Wetenschap is afhankelijk van de precisie van taal om effectief te communiceren. De volgende definities helpen u te leren hoe u de chemische formule voor verschillende verbindingen schrijft.

Atomen zijn de kleinste deeltjes van een element. Atomen kunnen niet verder worden afgebroken en behouden toch de unieke eigenschappen van het element. Atomen hebben drie belangrijke subdeeltjes: protonen (positieve deeltjes) en neutronen (deeltjes zonder lading) vormen de kern of het centrum van het atoom, en elektronen (die een negatieve lading hebben) bewegen rond de kern. Deze kleine elektronen spelen een cruciale rol bij het vormen van verbindingen.

Elementen bevatten slechts één soort atoom. Elementen kunnen metalen, niet-metalen of halfmetalen zijn.

Verbindingen ontstaan ​​wanneer atomen chemisch combineren. Wanneer metalen combineren (reageren) met niet-metalen, vormen zich gewoonlijk ionische verbindingen. Wanneer niet-metalen combineren, vormen zich gewoonlijk covalente verbindingen.

Moleculen zijn het kleinste deel van een verbinding die de eigenschappen van de verbinding heeft. Moleculen hebben geen lading, wat betekent dat de positieven en negatieven elkaar opheffen.

Ionen ontstaan ​​wanneer een atoom of een groep atomen een of meer elektronen wint of verliest, wat resulteert in negatief of positief geladen deeltjes. Positieve ionen ontstaan ​​wanneer elektronen verloren gaan of weggenomen worden. Negatieve ionen ontstaan ​​wanneer elektronen worden toegevoegd.

Een chemische formule geeft de chemische samenstelling van een stof weer. Het schrijven van chemische vergelijkingen vereist inzicht in hoe chemische formules werken.

Elk element heeft zijn eigen symbool. Het periodiek systeem der elementen toont de elementen en hun symbolen, meestal de eerste letter of de eerste twee letters van de naam van het element. Een paar elementen zijn echter al zo lang bekend dat hun symbolen zijn afgeleid van hun Latijnse of Griekse naam. Het symbool voor lood, Pb, komt bijvoorbeeld van het Latijnse woord lood.

Chemische symbolen met twee letters hebben altijd de eerste letter als hoofdletter en de tweede letter in kleine letters. Dit standaardformaat voorkomt verwarring. Het symbool Bi staat bijvoorbeeld voor bismut, element 83. Als je BI ziet, staat dat voor een verbinding gemaakt van boor (B, element 5) en jodium (I, element 53).

De positie van de getallen in chemische formules geeft specifieke informatie over het element of de verbinding.

Aantal atomen of moleculen

Het getal dat aan een elementsymbool of samengestelde formule voorafgaat, geeft aan hoeveel atomen of moleculen. Als er geen getal voor het symbool staat, is er maar één atoom of molecuul. Beschouw bijvoorbeeld de formule voor de chemische reactie die koolstofdioxide vormt, C + 2O → CO₂. Het cijfer 2 voor het zuurstofsymbool O geeft aan dat er twee zuurstofatomen in de reactie zijn. Het ontbreken van een getal voorafgaand aan het koolstofsymbool C en de samengestelde formule CO₂ laat zien dat er één koolstofatoom en één koolstofdioxidemolecuul is.

Betekenis van subscriptnummers

Subscriptnummers in chemische formules vertegenwoordigen het aantal atomen of moleculen dat onmiddellijk aan het subscript voorafgaat. Als er geen subscript volgt op het chemische symbool, komt er slechts één van het element of de verbinding voor in het molecuul. In het voorbeeld van kooldioxide, CO₂, het subscript 2 na het zuurstofsymbool O zegt dat er twee zuurstofatomen zijn in de verbinding CO₂, en geen subscript na het symbool C zegt dat er slechts één koolstofatoom in het molecuul voorkomt. Complexere moleculen zoals het nitraation NO₃ wordt tussen haakjes geplaatst als er meer dan één in de formule voorkomt en het subscript wordt buiten het haakje sluiten geplaatst. De verbinding magnesiumnitraat wordt bijvoorbeeld geschreven als Mg (NO₃)₂. In dit voorbeeld heeft de verbinding één magnesiumatoom en twee nitraatmoleculen.

Betekenis van cijfers en tekens in superscript

Superscript cijfers en tekens vertegenwoordigen de ladingen van ionen. Ionen kunnen individuele atomen of polyatomisch zijn. De meeste polyatomaire ionen hebben een negatieve lading. Negatieve ladingen treden op wanneer het aantal elektronen groter is dan het aantal protonen. Positieve ladingen treden op wanneer het aantal protonen groter is dan het aantal elektronen.

In het voorbeeld van magnesiumnitraat is de chemische reactieformule:

Mg²⁺ + 2 (NEE)₃)^- → Mg (NEE₃)₂

Het superscript 2+ (dat ook kan worden geschreven als +2 of ++) laat zien dat het magnesiumion twee extra positieve ladingen heeft, terwijl het superscript - laat zien dat het nitraation NO₃ heeft één negatieve lading. Omdat het uiteindelijke molecuul neutraal moet zijn, moeten de positieven en negatieven elkaar opheffen om op te tellen tot nul. Dus één positief magnesiumion met zijn 2+ lading combineert met twee negatieve nitraationen, met elk één negatieve lading, om het neutrale magnesiumnitraatmolecuul te vormen:

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

Cijfers en chemische voorvoegsels

Veel formules gebruiken Latijnse en Griekse voorvoegsels om het aantal atomen of ionen in de verbinding te identificeren. Gebruikelijke voorvoegsels zijn mono (één of enkel), bi of di (twee of dubbel), tri (drie), tetra (vier), penta (vijf), hexa (zes) en hepta (zeven). Koolmonoxide heeft bijvoorbeeld één koolstofatoom en één zuurstofatoom, terwijl koolstofdioxide één koolstofatoom en twee zuurstofatomen heeft. De chemische formules zijn CO en CO₂, respectievelijk.

Bij het benoemen van chemicaliën zijn speciale termen en afkortingen gebruikelijk. Het kation of positieve ion gebruikt de naam van het element, met een Romeins cijfer als het element meer dan één mogelijke lading heeft. Als slechts één element het anion of het negatieve ion vormt, is de tweede term de naam van het "root"-element met de uitgang -ide, zoals oxide (zuurstof+ide) of chloride (chloor+ide). Als het anion polyatomisch is, komt de naam van de naam van het polyatomaire ion. Deze namen moeten onthouden worden, maar enkele veelvoorkomende polyatomaire ionen zijn:

• hydroxide (OH^-)
  
• carbonaat (CO₃^-)
  
• fosfaat (PO₄^3-)
  
• nitraat (NEE₃^-)
  
• sulfaat (SO₄^2-)

Gebruik de volgende voorbeelden om te oefenen met het schrijven van chemische formules. Hoewel de naam meestal de volgorde van de atomen of verbindingen aangeeft, hoe weet je welk element het eerst komt in een chemische formule? Bij het schrijven van een formule komt het positieve atoom of ion eerst, gevolgd door de naam van het negatieve ion.

De chemische naam voor gewoon keukenzout is natriumchloride. Het periodiek systeem laat zien dat het symbool voor natrium Na is en het symbool voor chloor Cl. De chemische formule voor natriumchloride is NaCl.

De chemische naam voor een chemisch reinigingsoplosmiddel is tetrachloorkoolstof. Het symbool voor koolstof is C. Tetra betekent vier en het symbool voor chloor is Cl. De chemische formule voor tetrachloorkoolstof is CCl₄.

De chemische naam voor zuiveringszout is natriumbicarbonaat. Het symbool voor natrium is Na. Het voorvoegsel bi- betekent twee of dubbel, en carbonaat verwijst naar het polyatomaire ion CO₃. De chemische formule is daarom Na (CO₃)₂.

Probeer de formule te schrijven voor een verbinding met de naam distikstofheptachloride. Di- betekent twee of dubbel, dus er zijn twee stikstofatomen. Hepta- betekent zeven, dus er zijn zeven chloride (chloor) atomen. De formule moet dan N. zijn₂kl₇.

Een van de weinige positief geladen polyatomaire ionen is ammonium. De formule voor het ammoniumion is NH₃⁺. De verbinding ammoniumhydroxide heeft de formule NH₃OH. Hoewel het logisch lijkt om symbolen te combineren zodat de formule als NH. leest₄O, dit zou niet juist zijn. Om de chemische formule voor dit molecuul correct te schrijven, worden de twee polyatomaire ionen, ammonium en hydroxide, afzonderlijk in de formule weergegeven.

Overgangsmetalen kunnen verschillende ionen vormen. De lading wordt in de samengestelde naam weergegeven als een Romeins cijfer. Bijvoorbeeld de verbinding CuF₂ wordt geschreven als koper (II) fluoride, bepaald omdat de fluoride-ionenlading altijd 1- is, dus het balancerende koperion moet een 2+ lading hebben. Met dit model moet de formule voor ijzer (III) chloride FeCl. zijn₃ omdat ijzer (III) een 3+ lading heeft. Wetende dat een enkel chloorion één negatieve lading heeft, moet het neutrale molecuul drie negatieve chloorionen hebben om het ijzer(III)-ion in evenwicht te brengen.

Meer traditionele, minder gestandaardiseerde namen blijven echter hangen in de chemie. Veel spoelingen met fluoride bevatten bijvoorbeeld tinfluoride als ingrediënt. Stanno verwijst naar tin (II), dus de chemische formule voor stannofluoride is SnF₂. Andere veelgebruikte niet-standaardnamen zijn ferri [ijzer (III)], ferro [ijzer (II)] en stannic [tin (IV)]. Het achtervoegsel -ic verwijst naar de vorm met een hogere ionische lading, terwijl het achtervoegsel -ous verwijst naar de vorm met de lagere ionische lading.