Як написати формулу хімічної сполуки

Формули хімічних сполук забезпечують скорочений зв’язок щодо структури молекул та сполук. Читання та запис хімічної формули сполук вимагає лише трохи розуміння мови хімії.

Наука залежить від точності мови для ефективного спілкування. Наступні визначення допоможуть вам навчитися писати хімічну формулу для різних сполук.

Атоми - це найдрібніші частинки елемента. Атоми не можна розщеплювати далі, і при цьому зберігаються унікальні характеристики елемента. Атоми мають три основні субчастинки: протони (позитивні частинки) та нейтрони (частинки без будь-яких заряду) утворюють ядро ​​або центр атома, а електрони (які мають негативні заряди) рухаються навколо ядро. Ці крихітні електрони відіграють вирішальну роль у формуванні сполук.

Елементи містять лише один вид атома. Елементами можуть бути метали, неметали або напівметали.

З’єднання утворюються при хімічному з’єднанні атомів. Коли метали поєднуються (реагують) з неметалами, зазвичай утворюються іонні сполуки. Коли неметали поєднуються, зазвичай утворюються ковалентні сполуки.

Молекули - це найменша частина сполуки, що має властивості сполуки. Молекули не мають заряду, це означає, що позитиви та негативи виключають один одного.

Іони утворюються, коли атом або група атомів отримує або втрачає один або кілька електронів, що призводить до негативно або позитивно заряджених частинок. Позитивні іони утворюються, коли електрони втрачаються або забираються. Негативні іони утворюються при додаванні електронів.

Хімічна формула представляє хімічний склад речовини. Написання хімічних рівнянь вимагає розуміння того, як працюють хімічні формули.

Кожен елемент має свій символ. Періодична система елементів відображає елементи та їх символи, які, як правило, є першою літерою або першими двома буквами імені елемента. Однак кілька елементів були відомі настільки давно, що їх символи походять від латинських чи грецьких назв. Наприклад, символ свинцю, Pb, походить від латинського слова відвис.

Хімічні символи з двох літер завжди мають першу літеру великими літерами, а другу букву пишуть малими літерами. Цей стандартний формат запобігає плутанині. Наприклад, символ Bi позначає вісмут, елемент 83. Якщо ви бачите BI, це означає сполуку з бору (B, елемент 5) та йоду (I, елемент 53).

Положення чисел у хімічних формулах надає конкретну інформацію про елемент або сполуку.

Кількість атомів або молекул

Число, що передує символу елемента або формулі сполуки, говорить про те, скільки атомів або молекул. Якщо перед символом не відображається число, існує лише один атом або молекула. Наприклад, розглянемо формулу хімічної реакції, що утворює діоксид вуглецю, C + 2O → CO₂. Цифра 2, що передує символу кисню O, показує, що в реакції є два атоми кисню. Відсутність числа, що передує символу вуглецю C і сполуки формули CO₂ показує, що існує один атом вуглецю і одна молекула вуглекислого газу.

Значення підрядкових номерів

Номери індексу в хімічних формулах представляють кількість атомів або молекул, що безпосередньо передують індексу. Якщо жоден індекс не слідує за хімічним символом, у молекулі зустрічається лише один елемент або сполука. На прикладі вуглекислого газу CO₂, індекс 2, що стоїть за символом кисню O, говорить про те, що в сполуці CO є два атоми кисню₂, і жоден індекс після символу С не говорить, що в молекулі присутній лише один атом вуглецю. Складніші молекули, як нітрат-іон NO₃ буде вкладено в дужки, якщо у формулі зустрічається більше одного, а нижній індекс буде розміщено поза закриваючими дужками. Наприклад, сполука нітрату магнію записана як Mg (NO₃)₂. У цьому прикладі сполука має один атом магнію і дві молекули нітрату.

Значення надрядкових чисел та знаків

Надрядкові цифри та знаки представляють заряди іонів. Іони можуть бути окремими атомами або багатоатомними. Більшість багатоатомних іонів мають негативні заряди. Негативні заряди трапляються, коли кількість електронів більше кількості протонів. Позитивні заряди виникають, коли кількість протонів перевищує кількість електронів.

У прикладі нітрату магнію формула хімічної реакції:

Mg²⁺ + 2 (НІ₃)^- → Mg (НІ₃)₂

Верхній індекс 2+ (який також можна записати як +2 або ++) показує, що іон магнію має два додаткові позитивні заряди, тоді як верхній індекс - показує, що нітрат-іон НІ₃ має один негативний заряд. Оскільки кінцева молекула повинна бути нейтральною, позитиви та негативи повинні виключати один одного, щоб додати до нуля. Отже, один позитивний іон магнію з його зарядом 2+ поєднується з двома негативними нітрат-іонами, по одному негативним зарядом кожен, утворюючи нейтральну молекулу нітрату магнію:

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

Числа та хімічні префікси

У багатьох формулах використовуються латинські та грецькі префікси для визначення кількості атомів або іонів у сполуці. До загальних префіксів належать моно (один або один), bi або di (два або подвійні), tri (три), тетра (чотири), penta (п’ять), hexa (шість) і hepta (сім). Наприклад, оксид вуглецю має один атом вуглецю та один атом кисню, тоді як вуглекислий газ має один атом вуглецю та два атоми кисню. Хімічними формулами є CO і CO₂відповідно.

При називанні хімічних речовин поширеними є спеціальні терміни та скорочення. Катіон або позитивний іон використовує назву елемента з римською цифрою, якщо елемент має більше одного можливого заряду. Якщо лише один елемент утворює аніон або негативний іон, другий термін є назвою елемента "корінь" із закінченням -ide, як оксид (кисень + ide) або хлорид (хлор + ide). Якщо аніон багатоатомний, назва походить від назви багатоатомного іона. Ці назви потрібно запам’ятати, але деякі загальні багатоатомні іони включають:

• гідроксид (OH^-)
  
• карбонат (CO₃^-)
  
• фосфат (PO₄^3-)
  
• нітрат (NO₃^-)
  
• сульфат (SO₄^2-)

На практиці використовуйте наступні приклади написання хімічних формул. Хоча назва зазвичай показує порядок атомів або сполук, звідки ви знаєте, який елемент передує хімічній формулі? Під час написання формули позитивний атом або іон передує імені негативного іона.

Хімічна назва загальної кухонної солі - хлорид натрію. Періодична система показує, що символом натрію є Na, символом хлору - Cl. Хімічна формула хлориду натрію - NaCl.

Хімічна назва розчинника для хімчистки - чотирихлористий вуглець. Символ вуглецю - C. Тетра означає чотири, а символом хлору є Cl. Хімічна формула чотирихлористого вуглецю - CCl₄.

Хімічна назва харчової соди - бікарбонат натрію. Символом натрію є Na. Префікс bi- означає два або подвійний, а карбонат відноситься до багатоатомного іона CO₃. Отже, хімічною формулою є Na (CO₃)₂.

Спробуйте написати формулу сполуки з назвою динатитроген гептахлорид. Di- означає два або подвійні, тому є два атоми азоту. Гепта - означає сім, отже існує сім атомів хлориду (хлору). Тоді формула повинна бути N₂Кл₇.

Одним з небагатьох позитивно заряджених багатоатомних іонів є амоній. Формула іона амонію - NH₃⁺. З'єднання гідроксид амонію має формулу NH₃ОХ. Хоча може здатися логічним поєднати символи так, щоб формула читалася як NH₄О, це було б неправильно. Для правильного написання хімічної формули цієї молекули два багатоатомні іони, амоній та гідроксид, представлені окремо у формулі.

Перехідні метали можуть утворювати різні іони. Заряд буде вказаний у складеній назві у вигляді римської цифри. Наприклад, з'єднання CuF₂ буде записано як фторид міді (II), що визначається, оскільки заряд іонів фториду завжди дорівнює 1, тому балансуючий іон міді повинен мати заряд 2+. Використовуючи цю модель, формулою хлориду заліза (III) має бути FeCl₃ оскільки залізо (III) має заряд 3+. Знаючи, що один іон хлору має один негативний заряд, нейтральна молекула повинна мати три негативні іони хлору, щоб збалансувати іон заліза (III).

Однак більш традиційні, менш стандартизовані імена все ще залишаються в хімії. Наприклад, багато ополіскувачі фтором містять фтористий олово у вигляді інгредієнта. Станнус відноситься до олова (II), тому хімічною формулою фтористого олова є SnF₂. Інші загальновживані нестандартні назви включають залізо [залізо (III)], чорне [залізо (II)] та олово [олово (IV)]. Суфікс -ic відноситься до форми з вищим іонним зарядом, тоді як суфікс -ous відноситься до форми з нижчим іонним зарядом.