วิธีการเขียนสูตรสารประกอบทางเคมี

สูตรสารประกอบทางเคมีให้การสื่อสารแบบชวเลขสำหรับโครงสร้างของโมเลกุลและสารประกอบ การอ่านและการเขียนสูตรเคมีของสารประกอบต้องใช้ความเข้าใจเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับภาษาของเคมี

วิทยาศาสตร์ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของภาษาในการสื่อสารอย่างมีประสิทธิภาพ คำจำกัดความต่อไปนี้จะช่วยให้คุณเรียนรู้วิธีเขียนสูตรเคมีสำหรับสารประกอบต่างๆ

อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของธาตุ อะตอมไม่สามารถแยกย่อยออกไปได้อีกและยังคงรักษาคุณลักษณะเฉพาะของธาตุไว้ อะตอมมีอนุภาคย่อยที่สำคัญสามตัว: โปรตอน (อนุภาคบวก) และนิวตรอน (อนุภาคที่ไม่มี ประจุ) ก่อตัวเป็นนิวเคลียสหรือจุดศูนย์กลางของอะตอม และอิเล็กตรอน (ซึ่งมีประจุเป็นลบ) จะเคลื่อนที่ไปรอบๆ นิวเคลียส. อิเล็กตรอนขนาดเล็กเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการสร้างสารประกอบ

องค์ประกอบประกอบด้วยอะตอมเพียงชนิดเดียวเท่านั้น ธาตุอาจเป็นโลหะ อโลหะ หรือกึ่งโลหะ

สารประกอบเกิดขึ้นเมื่ออะตอมรวมกันทางเคมี เมื่อโลหะรวม (ทำปฏิกิริยา) กับอโลหะ สารประกอบไอออนิกมักจะก่อตัวขึ้น เมื่ออโลหะรวมกัน จะเกิดสารประกอบโควาเลนต์

โมเลกุลเป็นส่วนที่เล็กที่สุดของสารประกอบที่มีคุณสมบัติของสารประกอบ โมเลกุลไม่มีประจุ หมายความว่า บวกและลบจะตัดกัน

ไอออนก่อตัวขึ้นเมื่ออะตอมหรือกลุ่มของอะตอมได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่า ซึ่งส่งผลให้อนุภาคที่มีประจุลบหรือประจุบวก ไอออนบวกจะเกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนสูญหายหรือถูกดึงออกไป ไอออนลบเกิดขึ้นเมื่อเติมอิเล็กตรอน

สูตรทางเคมีแสดงถึงองค์ประกอบทางเคมีของสาร การเขียนสมการเคมีต้องเข้าใจวิธีการทำงานของสูตรเคมี

ทุกองค์ประกอบมีสัญลักษณ์ของตัวเอง ตารางธาตุแสดงองค์ประกอบและสัญลักษณ์ ซึ่งมักจะเป็นอักษรตัวแรกหรือสองตัวแรกของชื่อองค์ประกอบ อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบบางอย่างเป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าสัญลักษณ์มาจากชื่อภาษาละตินหรือกรีก ตัวอย่างเช่น สัญลักษณ์ของลีด Pb มาจากคำภาษาละติน plumbum.

สัญลักษณ์ทางเคมีที่มีตัวอักษรสองตัวจะมีตัวอักษรตัวแรกเป็นตัวพิมพ์ใหญ่และตัวที่สองเขียนด้วยตัวพิมพ์เล็ก รูปแบบมาตรฐานนี้ป้องกันความสับสน ตัวอย่างเช่น สัญลักษณ์ Bi แสดงถึงบิสมัท องค์ประกอบ 83 หากคุณเห็น BI นั่นหมายถึงสารประกอบที่ทำจากโบรอน (B, องค์ประกอบ 5) และไอโอดีน (I, องค์ประกอบ 53)

ตำแหน่งของตัวเลขในสูตรเคมีให้ข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับธาตุหรือสารประกอบ

จำนวนอะตอมหรือโมเลกุล

ตัวเลขที่อยู่หน้าสัญลักษณ์ธาตุหรือสูตรผสมจะบอกจำนวนอะตอมหรือโมเลกุล หากไม่มีตัวเลขปรากฏก่อนสัญลักษณ์ แสดงว่ามีอะตอมหรือโมเลกุลเพียงตัวเดียว ตัวอย่างเช่น พิจารณาสูตรของปฏิกิริยาเคมีที่ก่อให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ C + 2O → CO₂. เลข 2 นำหน้าสัญลักษณ์ออกซิเจน O แสดงว่ามีออกซิเจนสองอะตอมในปฏิกิริยา ไม่มีตัวเลขนำหน้าสัญลักษณ์คาร์บอน C และสูตรผสม CO₂ แสดงว่ามีคาร์บอนหนึ่งอะตอมและหนึ่งโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์

ความหมายของเลขตัวห้อย

เลขตัวห้อยในสูตรเคมีแสดงถึงจำนวนอะตอมหรือโมเลกุลที่อยู่ข้างหน้าตัวห้อยทันที หากไม่มีตัวห้อยตามสัญลักษณ์ทางเคมี จะมีองค์ประกอบหรือสารประกอบเพียงตัวเดียวเกิดขึ้นในโมเลกุล ในตัวอย่างของคาร์บอนไดออกไซด์ CO₂ตัวห้อย 2 ตามสัญลักษณ์ออกซิเจน O บอกว่ามีออกซิเจนสองอะตอมในสารประกอบCO₂และไม่มีตัวห้อยตามสัญลักษณ์ C บอกว่ามีอะตอมของคาร์บอนเพียงตัวเดียวเกิดขึ้นในโมเลกุล โมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น ไนเตรตไอออน NO₃ จะถูกใส่ไว้ในวงเล็บหากมีมากกว่าหนึ่งรายการในสูตร และตัวห้อยจะถูกวางไว้นอกวงเล็บปิด ตัวอย่างเช่น สารประกอบแมกนีเซียมไนเตรตเขียนเป็น Mg (NO₃)₂. ในตัวอย่างนี้ สารประกอบนี้มีอะตอมของแมกนีเซียมหนึ่งอะตอมและโมเลกุลไนเตรตสองโมเลกุล

ความหมายของเลขตัวยกและเครื่องหมาย

ตัวเลขและสัญลักษณ์ตัวยกแสดงถึงประจุของไอออน ไอออนสามารถเป็นอะตอมเดี่ยวหรือหลายอะตอมได้ ไอออน polyatomic ส่วนใหญ่มีประจุลบ ประจุลบเกิดขึ้นเมื่อจำนวนอิเล็กตรอนมากกว่าจำนวนโปรตอน ประจุบวกเกิดขึ้นเมื่อจำนวนโปรตอนเกินจำนวนอิเล็กตรอน

ในตัวอย่างของแมกนีเซียมไนเตรต สูตรปฏิกิริยาเคมีคือ:

มก²⁺ + 2(ไม่₃)^- → มก. (NO₃)₂

ตัวยก 2+ (ซึ่งสามารถเขียนเป็น +2 หรือ ++ ได้) แสดงว่าแมกนีเซียมไอออนมีประจุบวกพิเศษสองประจุในขณะที่ตัวยก - แสดงว่าไนเตรตไอออน NO₃ มีประจุลบหนึ่งประจุ เนื่องจากโมเลกุลสุดท้ายต้องเป็นกลาง ค่าบวกและค่าลบต้องตัดกันเพื่อเพิ่มเป็นศูนย์ ดังนั้น แมกนีเซียมไอออนบวกหนึ่งตัวที่มีประจุ 2+ รวมกับไอออนไนเตรตลบสองตัว โดยมีประจุลบหนึ่งประจุเพื่อสร้างโมเลกุลแมกนีเซียมไนเตรตที่เป็นกลาง:

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

ตัวเลขและคำนำหน้าสารเคมี

หลายสูตรใช้คำนำหน้าภาษาละตินและกรีกเพื่อระบุจำนวนอะตอมหรือไอออนในสารประกอบ คำนำหน้าทั่วไป ได้แก่ โมโน (หนึ่งหรือเดี่ยว) ไบหรือดิ (สองหรือสองเท่า) ตรี (สาม) เตตร้า (สี่) เพนตา (ห้า) เฮกซ่า (หก) และเฮปตา (เจ็ด) ตัวอย่างเช่น คาร์บอนมอนอกไซด์มีอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมและอะตอมของออกซิเจนหนึ่งอะตอม ในขณะที่คาร์บอนไดออกไซด์มีอะตอมของคาร์บอนหนึ่งอะตอมและอะตอมของออกซิเจนสองอะตอม สูตรทางเคมีคือ CO และ CO₂ตามลำดับ

เมื่อตั้งชื่อสารเคมี คำพิเศษและคำย่อเป็นเรื่องปกติ ไอออนบวกหรือไอออนบวกใช้ชื่อธาตุ โดยมีเลขโรมัน หากธาตุนั้นมีประจุที่เป็นไปได้มากกว่า 1 ประจุ หากมีองค์ประกอบเพียงตัวเดียวที่สร้างประจุลบหรือไอออนลบ เทอมที่สองคือชื่อองค์ประกอบ "ราก" ที่มี -ide สิ้นสุด เช่น ออกไซด์ (ออกซิเจน+ไอด์) หรือคลอไรด์ (คลอรีน+ไอด์) ถ้าประจุลบเป็น polyatomic ชื่อจะมาจากชื่อของ polyatomic ion ต้องจดจำชื่อเหล่านี้ แต่ไอออนโพลีอะโทมิกทั่วไปบางตัวรวมถึง:

• ไฮดรอกไซด์ (OH^-)
  
• คาร์บอเนต (CO₃^-)
  
• ฟอสเฟต (PO₄^3-)
  
• ไนเตรต (NO₃^-)
  
• ซัลเฟต (SO₄^2-)

ใช้ตัวอย่างต่อไปนี้เพื่อฝึกเขียนสูตรเคมี แม้ว่าชื่อมักจะแสดงลำดับของอะตอมหรือสารประกอบ คุณจะทราบได้อย่างไรว่าองค์ประกอบใดมาก่อนในสูตรทางเคมี เมื่อเขียนสูตร อะตอมหรือไอออนบวกจะมาก่อนตามด้วยชื่อของไอออนลบ

ชื่อทางเคมีของเกลือแกงทั่วไปคือโซเดียมคลอไรด์ ตารางธาตุแสดงว่าสัญลักษณ์ของโซเดียมคือ Na และสัญลักษณ์ของคลอรีนคือ Cl สูตรทางเคมีของโซเดียมคลอไรด์คือ NaCl

ชื่อทางเคมีของตัวทำละลายซักแห้งคือคาร์บอนเตตระคลอไรด์ สัญลักษณ์ของคาร์บอนคือ C. Tetra หมายถึงสี่และสัญลักษณ์ของคลอรีนคือ Cl สูตรทางเคมีของคาร์บอนเตตระคลอไรด์คือ CCl₄.

ชื่อทางเคมีของเบกกิ้งโซดาคือโซเดียมไบคาร์บอเนต สัญลักษณ์ของโซเดียมคือนา คำนำหน้า bi- หมายถึงสองหรือสองเท่า และคาร์บอเนตหมายถึง CO. polyatomic ion₃. สูตรทางเคมีจึงเป็น Na (CO₃)₂.

ลองเขียนสูตรสำหรับสารประกอบชื่อไดไนโตรเจน เฮปตาคลอไรด์ Di- หมายถึงสองหรือสองเท่า จึงมีอะตอมไนโตรเจนสองอะตอม Hepta- หมายถึงเจ็ดจึงมีอะตอมของคลอไรด์ (คลอรีน) เจ็ดอะตอม สูตรนั้นจะต้องเป็น N₂Cl₇.

ไอออน polyatomic ที่มีประจุบวกจำนวนหนึ่งคือแอมโมเนียม สูตรของแอมโมเนียมไอออนคือ NH₃⁺. สารประกอบแอมโมเนียมไฮดรอกไซด์มีสูตร NH₃โอ้ แม้ว่าการรวมสัญลักษณ์อาจดูสมเหตุสมผลเพื่อให้สูตรอ่านเป็น NH₄โอ้ สิ่งนี้จะไม่ถูกต้อง ในการเขียนสูตรเคมีสำหรับโมเลกุลนี้อย่างถูกต้อง ทั้งสองไอออนของโพลิอะโทมิก แอมโมเนียมและไฮดรอกไซด์ จะถูกแสดงแยกกันในสูตร

โลหะทรานสิชันสามารถสร้างไอออนที่แตกต่างกันได้ ค่าใช้จ่ายจะแสดงในชื่อประสมเป็นเลขโรมัน ตัวอย่างเช่น สารประกอบ CuF₂ จะถูกเขียนเป็นทองแดง (II) ฟลูออไรด์ พิจารณาเพราะประจุของฟลูออไรด์ไอออนมีค่าเท่ากับ 1- เสมอ ดังนั้นไอออนทองแดงที่สมดุลจะต้องมีประจุ 2+ การใช้แบบจำลองนี้ สูตรของเหล็ก (III) คลอไรด์จะต้องเป็น FeCl₃ เพราะเหล็ก (III) มีประจุ 3+ เมื่อรู้ว่าคลอรีนไอออนตัวเดียวมีประจุลบหนึ่งประจุ โมเลกุลที่เป็นกลางจะต้องมีคลอรีนไอออนลบสามตัวเพื่อให้สมดุลกับไอออนของเหล็ก (III)

อย่างไรก็ตาม ชื่อดั้งเดิมที่มีมาตรฐานน้อยกว่ายังคงหลงเหลืออยู่ในวิชาเคมี ตัวอย่างเช่น น้ำยาล้างฟลูออไรด์จำนวนมากระบุว่ามีฟลูออไรด์เป็นส่วนประกอบ Stannous หมายถึงดีบุก (II) ดังนั้นสูตรทางเคมีสำหรับฟลูออไรด์คือ SnF₂. ชื่อที่ไม่เป็นมาตรฐานอื่น ๆ ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เฟอริก [เหล็ก (III)], เหล็ก [เหล็ก (II)] และ stannic [ดีบุก (IV)] ส่วนต่อท้าย -ic หมายถึงรูปแบบที่มีประจุไอออนิกสูงกว่า ส่วนต่อท้าย -ous หมายถึงรูปแบบที่มีประจุไอออนิกต่ำกว่า