>> Kjemiske formler
Kjemiske formler
Materialet i dette avsnittet vil hjelpe deg:
> finn ut hva den kjemiske formelen er;
> les formlene for stoffer, atomer, molekyler, ioner;
> bruk begrepet "formelenhet" riktig;
> komponere kjemiske formler for ioniske forbindelser;
> karakterisere sammensetningen av et stoff, molekyl, ion ved hjelp av en kjemisk formel.
Kjemisk formel.
Alle har det stoffer det er et navn. Men ved navn er det umulig å bestemme hvilke partikler et stoff består av, hvor mange og hva slags atomer som finnes i dets molekyler, ioner, hvilke ladninger ionene har. Svarene på slike spørsmål er gitt av en spesiell post - en kjemisk formel.
En kjemisk formel er betegnelsen på et atom, molekyl, ion eller substans ved hjelp av symboler kjemiske elementer og indekser.
Den kjemiske formelen til et atom er symbolet på det tilsvarende elementet. For eksempel er aluminiumatomet betegnet med symbolet Al, og silisiumatomet med symbolet Si. Enkle stoffer har også slike formler - metallet aluminium, ikke-metallet av atomstruktur silisium.
Kjemisk formel molekyler av et enkelt stoff inneholder symbolet til det tilsvarende elementet og underskriften - et lite tall skrevet under og til høyre. Indeksen angir antall atomer i molekylet.
Et oksygenmolekyl består av to oksygenatomer. Dens kjemiske formel er O 2. Denne formelen leses ved først å uttale symbolet på elementet, deretter indeksen: "o-to". Formelen O2 betegner ikke bare molekylet, men også selve stoffet oksygen.
O2-molekylet kalles diatomisk. De enkle stoffene Hydrogen, Nitrogen, Fluor, Klor, Brom og Jod består av lignende molekyler (deres generelle formel er E 2).
Ozon inneholder molekyler med tre atomer, hvitt fosfor inneholder molekyler med fire atomer, og svovel inneholder molekyler med åtte atomer. (Skriv de kjemiske formlene til disse molekylene.)
H 2
O2
N 2
Cl2
BR 2
jeg 2
I formelen til et molekyl av et komplekst stoff er symbolene til elementene hvis atomer er inneholdt i det, så vel som indekser, skrevet ned. Et karbondioksidmolekyl består av tre atomer: ett karbonatom og to oksygenatomer. Dens kjemiske formel er CO 2 (les "tse-o-two"). Husk: hvis et molekyl inneholder ett atom av et element, er den tilsvarende indeksen, dvs. I, ikke skrevet i den kjemiske formelen. Formelen til et karbondioksidmolekyl er også formelen til selve stoffet.
I formelen til et ion er ladningen i tillegg skrevet ned. For å gjøre dette, bruk en hevet skrift. Den angir kostnadsbeløpet med et tall (de skriver ikke en), og deretter et tegn (pluss eller minus). For eksempel har et natriumion med en ladning +1 formelen Na + (les "natrium-pluss"), et klorion med en ladning - I - SG - ("klor-minus"), et hydroksidion med en ladning - I - OH - ("o-ash-minus"), et karbonation med ladning -2 - CO 2- 3 ("ce-o-tre-to-minus").
Na+,Cl-
enkle ioner
OH - , CO 2- 3
komplekse ioner
I formlene for ioniske forbindelser, skriv først ned, uten å indikere ladninger, positivt ladet ioner, og deretter - negativt ladet (tabell 2). Hvis formelen er riktig, er summen av ladningene til alle ionene i den null.
tabell 2
Formler for noen ioniske forbindelser
I noen kjemiske formler er en gruppe atomer eller et komplekst ion skrevet i parentes. Som et eksempel, la oss ta formelen for lesket kalk Ca(OH) 2. Dette er en ionisk forbindelse. I det, for hvert Ca 2+ ion, er det to OH - ioner. Formelen til forbindelsen lyder " kalsium-o-aske-to ganger", men ikke "kalsium-o-aske-to".
Noen ganger i kjemiske formler, i stedet for symboler på elementer, skrives "fremmede" bokstaver, så vel som indeksbokstaver. Slike formler kalles ofte generelle. Eksempler på formler av denne typen: ECI n, E n O m, F x O y. Først
formelen angir en gruppe forbindelser av elementer med klor, den andre - en gruppe forbindelser av elementer med oksygen, og den tredje brukes hvis den kjemiske formelen til en forbindelse av Ferrum med Oksygen ukjent og
den skal installeres.
Hvis du trenger å angi to separate neonatomer, to oksygenmolekyler, to karbondioksidmolekyler eller to natriumioner, bruk notasjonene 2Ne, 20 2, 2C0 2, 2Na +. Tallet foran den kjemiske formelen kalles koeffisienten. Koeffisient I, som indeks I, er ikke skrevet.
Formel enhet.
Hva betyr notasjonen 2NaCl? NaCl-molekyler eksisterer ikke; bordsalt er en ionisk forbindelse som består av Na + og Cl - ioner. Et par av disse ionene kalles formelenheten til et stoff (det er uthevet i fig. 44, a). Således representerer notasjonen 2NaCl to formelenheter av bordsalt, dvs. to par Na + og Cl- ioner.
Begrepet "formelenhet" brukes om komplekse stoffer, ikke bare av ionisk, men også av atomstruktur. For eksempel er formelenheten for kvarts SiO 2 kombinasjonen av ett silisiumatom og to oksygenatomer (fig. 44, b).
Ris. 44. formelenheter i forbindelser med ionisk (a) atomstruktur (b)
En formelenhet er den minste "byggesteinen" til et stoff, dets minste repeterende fragment. Dette fragmentet kan være et atom (i en enkel substans), molekyl(i en enkel eller kompleks substans),
en samling av atomer eller ioner (i et sammensatt stoff).
Trening. Tegn en kjemisk formel for en forbindelse som inneholder Li + i SO 2- 4 ioner. Nevn formelenheten til dette stoffet.
Løsning
I en ionisk forbindelse er summen av ladningene til alle ioner null. Dette er mulig forutsatt at for hvert SO 2- 4 ion er det to Li + ioner. Derfor er formelen til forbindelsen Li 2 SO 4.
Formelenheten til et stoff er tre ioner: to Li + ioner og ett SO 2- 4 ion.
Kvalitativ og kvantitativ sammensetning av et stoff.
En kjemisk formel inneholder informasjon om sammensetningen av en partikkel eller et stoff. Når de karakteriserer den kvalitative sammensetningen, navngir de elementene som danner en partikkel eller substans, og når de karakteriserer den kvantitative sammensetningen, indikerer de:
Antall atomer av hvert element i et molekyl eller et kompleks ion;
forholdet mellom atomer av forskjellige grunnstoffer eller ioner i et stoff.
Trening. Beskriv sammensetningen av metan CH 4 (molekylær forbindelse) og soda Na 2 CO 3 (ionisk forbindelse)
Løsning
Metan dannes av grunnstoffene Karbon og Hydrogen (dette er en kvalitativ sammensetning). Et metanmolekyl inneholder ett karbonatom og fire hydrogenatomer; deres forhold i molekylet og i stoffet
N(C): N(H) = 1:4 (kvantitativ sammensetning).
(Bokstaven N angir antall partikler - atomer, molekyler, ioner.
Soda dannes av tre elementer - natrium, karbon og oksygen. Den inneholder positivt ladede Na + ioner, siden natrium er et metallisk grunnstoff, og negativt ladede CO -2 3 ioner (kvalitativ sammensetning).
Forholdet mellom atomer av elementer og ioner i et stoff er som følger:
konklusjoner
En kjemisk formel er en registrering av et atom, molekyl, ion, stoff ved hjelp av symboler for kjemiske elementer og indekser. Antall atomer til hvert grunnstoff er angitt i formelen ved å bruke et nedskreven skrift, og ladningen til ionet er angitt med et hevet skrift.
Formelenhet er en partikkel eller samling av partikler av et stoff representert ved dets kjemiske formel.
Den kjemiske formelen gjenspeiler den kvalitative og kvantitative sammensetningen av en partikkel eller substans.
?
66. Hvilken informasjon om et stoff eller en partikkel inneholder en kjemisk formel?
67. Hva er forskjellen mellom en koeffisient og en underskrift i kjemisk notasjon? Fullfør svaret med eksempler. Hva brukes overskriften til?
68. Les formlene: P 4, KHCO 3, AI 2 (SO 4) 3, Fe(OH) 2 NO 3, Ag +, NH + 4, CIO - 4.
69. Hva betyr oppføringene: 3H 2 0, 2H, 2H 2, N 2, Li, 4Cu, Zn 2+, 50 2-, NO - 3, 3Ca(0H) 2, 2CaC0 3?
70. Skriv ned kjemiske formler som lyder slik: es-o-tre; bor-to-o-tre; aske-en-o-to; krom-o-aske-tre ganger; natrium-aske-es-o-fire; en-ash-fire-dobbel-es; barium-to-pluss; pe-o-fire-tre-minus.
71. Lag den kjemiske formelen til et molekyl som inneholder: a) ett nitrogenatom og tre hydrogenatomer; b) fire atomer av hydrogen, to atomer av fosfor og syv atomer av oksygen.
72. Hva er formelenheten: a) for soda Na 2 CO 3 ; b) for den ioniske forbindelsen Li3N; c) for forbindelsen B 2 O 3, som har en atomstruktur?
73. Lag formler for alle stoffer som kun kan inneholde følgende ioner: K + , Mg2 + , F - , SO -2 4 , OH - .
74. Beskriv den kvalitative og kvantitative sammensetningen av:
a) molekylære stoffer - klor Cl 2, hydrogenperoksid (hydrogenperoksid) H 2 O 2, glukose C 6 H 12 O 6;
b) ionisk substans - natriumsulfat Na2SO4;
c) ioner H 3 O +, HPO 2-4.
Popel P. P., Kryklya L. S., Kjemi: Pidruch. for 7. klasse. zagalnosvit. navch. lukking - K.: VC "Academy", 2008. - 136 s.: ill.
Leksjonens innhold leksjonsnotater og støtteramme leksjonspresentasjon interaktive teknologier akselerator undervisningsmetoder Øve på tester, testing av nettbaserte oppgaver og øvelser lekseverksteder og treningsspørsmål for klassediskusjoner Illustrasjoner video- og lydmaterialer fotografier, bilder, grafer, tabeller, diagrammer, tegneserier, lignelser, ordtak, kryssord, anekdoter, vitser, sitater Tillegg sammendrag jukseark tips for nysgjerrige artikler (MAN) litteratur grunnleggende og tilleggsordbok med begreper Forbedre lærebøker og leksjoner rette feil i læreboka, erstatte utdatert kunnskap med ny Kun for lærere kalenderen planlegger treningsprogrammer metodiske anbefalingerMassefraksjoner uttrykkes vanligvis som prosenter:
ω %(O) = 100 % – ω %(H) = 100 % – 11,1 % = 88,9 %.
Spørsmål for kontroll
1. Hvilke partikler dannes vanligvis ved å kombinere atomer?
2. Hvordan kan du uttrykke sammensetningen av et hvilket som helst molekyl?
3. Hva er subskriptene i kjemiske formler?
4. Hva viser kjemiske formler?
5. Hvordan er loven om sammensetningens konstanthet formulert?
6. Hva er et molekyl?
7. Hva er massen til molekylet?
8. Hva er relativ molekylvekt?
9. Hva er massefraksjonen av dette grunnstoffet i dette stoffet?
1. Beskriv den kvalitative og kvantitative sammensetningen av følgende molekyler:
aktive stoffer: metan CH4, soda Na2 CO3, glukose C6 H12 O6, klor Cl2, aluminiumsulfat Al2 (SO4)3.
2. Fosgenmolekylet består av ett karbonatom, ett oksygenatom og to kloratomer. Ureamolekylet består av ett karbonatom, ett oksygenatom og to NH-atomgrupper 2. Skriv formlene for fosgen og urea.
3. Tell det totale antallet atomer i følgende molekyler: (NH 4)3P04, Ca(H2P04)2,2S04.
4. Regn ut den relative molekylvekten til stoffene som er angitt i oppgave 1.
5. Hva er massefraksjonene av grunnstoffer i følgende stoffer: NH 3, N20, NO2, NaNO3, KNO3, NH4NO3? Hvilket av disse stoffene inneholder den største massefraksjonen nitrogen og hvilken har den minste?
§ 1.5. Enkle og komplekse stoffer. Allotropi.
Kjemiske forbindelser og blandinger
Alle stoffer er delt inn i enkle og komplekse.
Enkle stoffer er stoffer som består av atomer av ett grunnstoff.
I noen enkle stoffer, atomer av ett element
kombineres med hverandre for å danne molekyler. Slike enkle stoffer har molekylær struktur. Disse inkluderer
er: hydrogen H2, oksygen O2, nitrogen N2, fluor F2, klor Cl2, brom Br2, jod I2. Alle disse stoffene består av diatomiske
molekyler (Vær oppmerksom på at navnene på enkle stoffer
samsvarer med navnene på elementene!)
Andre enkle stoffer har Atomstruktur, dvs. de består av atomer som det er visse bindinger mellom (vi vil vurdere deres natur i avsnittet "Kjemiske bindinger og materiestruktur"). Eksempler på slike enkle stoffer er alle metaller (jern Fe, kobber Cu, natrium Na, etc.) og noen ikke-metaller (karbon C, silisium Si, etc.). Ikke bare navnene, men også formlene til disse enkle stoffene faller sammen med symbolene til elementene.
Det er også en gruppe enkle stoffer som kalles edle gasser. Disse inkluderer: helium He,
neon Ne, argon Ar, krypton Kr, xenon Xe, radon Rn. Disse enkle stoffene består av atomer som ikke er kjemisk bundet til hverandre.
Hvert element danner minst ett enkelt stoff. Noen elementer kan danne mer enn ett,
men to eller flere enkle stoffer. Dette fenomenet kalles allotropi.
Allotropi er fenomenet med dannelse av flere enkle stoffer av ett element.
Ulike enkle stoffer som er dannet av det samme kjemiske elementet kalles allotropiske
modifikasjoner (modifikasjoner).
Allotropiske modifikasjoner kan avvike fra hverandre sammensetning av molekyler. For eksempel dannes grunnstoffet oksygen
to enkle stoffer. En av dem består av diatomiske O2-molekyler og har samme navn som grunnstoffet - oksygen. Et annet enkelt stoff består av triatomiske O3-molekyler og har sitt eget navn - ozon:
Oksygen O2 og ozon O3 har forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper.
Allotroper kan være faste stoffer som har ulik struktur av krystallen
Tallov. Et eksempel er allotropiske modifikasjoner karbon C - diamant og grafitt.
Antall kjente enkle stoffer (omtrent 400) er betydelig større enn antall kjemiske elementer, siden mange grunnstoffer kan danne to eller flere allotropiske modifikasjoner.
Komplekse stoffer er stoffer som består av atomer av forskjellige grunnstoffer.
Eksempler på komplekse stoffer: HCI, H 2 O, NaCl, CO 2,
H2SO4, Cu(NO3)2, C6H12O6, etc.
Komplekse stoffer kalles ofte kjemiske forbindelser. I kjemiske forbindelser er ikke egenskapene til de enkle stoffene som disse forbindelsene dannes av bevart.
er. Egenskapene til et komplekst stoff skiller seg fra egenskapene til de enkle stoffene det er dannet av.
For eksempel, natriumklorid NaCl kan dannes av enkle stoffer - natriummetall Na Og klorgass Cl 2. De fysiske og kjemiske egenskapene til NaCl skiller seg fra egenskapene til Na og Cl 2.
I I naturen finnes som regel ikke-rene stoffer,
og blandinger av stoffer. I praktiske aktiviteter vi også
Vi bruker vanligvis blandinger av stoffer. Enhver blanding består av
to eller flere stoffer kalt forbindelser
komponenter i blandingen.
For eksempel er luft en blanding av flere gassformige stoffer: oksygen O 2 (21 volum%), nitrogen N 2 (78 %), karbondioksid CO 2 osv. Blandinger er dis-
løsninger av mange stoffer, legeringer av noen metaller osv. Blandinger av stoffer kan være homogen (homogen) og han-
terogen (heterogen).
Homogene blandinger er blandinger der det ikke er noen grensesnitt mellom komponentene.
Blandinger av gasser (spesielt luft) og flytende løsninger (for eksempel en løsning av sukker i vann) er homogene.
Heterogene blandinger er blandinger der komponentene er separert med et grensesnitt.
TIL heterogene inkludererblandinger av faste stoffer(sand +
Krittpulver), blandinger av væsker som er uløselige i hverandre (vann + olje), blandinger av væsker og faste stoffer som er uløselige i dem (vann + kritt).
Flytende løsninger, som er de viktigste representantene for homogene systemer, vil vi studere i detalj i kurset vårt.
De viktigste forskjellene mellom blandinger og kjemiske forbindelser:
1. I blandinger, egenskapene til individuelle stoffer (komponenter)
er lagret.
2. Sammensetningen av blandinger er ikke konstant.
Spørsmål for kontroll
1. Hvilke to typer er alle stoffer delt inn i?
2. Hva er enkle stoffer?
3. Hvilke enkle stoffer har en molekylær struktur (navn og formler)?
4. Hvilke enkle stoffer har en atomstruktur? Gi eksempler.
5. Hvilke enkle stoffer består av atomer som ikke er bundet til hverandre?
6. Hva er allotropi?
7. Hva kalles allotropiske modifikasjoner?
8. Hvorfor er antallet enkle stoffer større enn antallet kjemiske elementer?
9. Hva er komplekse stoffer?
10. Bevares egenskapene til enkle stoffer når et komplekst stoff dannes av dem?
11. Hva er homogene blandinger? Gi eksempler.
12. Hva er heterogene blandinger? Gi eksempler.
13. Hvordan skiller blandinger seg fra kjemiske forbindelser?
Arbeidsoppgaver for selvstendig arbeid
1. Skriv formlene for følgende kjente for deg: a) enkle stoffer (5 eksempler); b) komplekse stoffer (5 eksempler).
2. Del stoffene hvis formler er gitt nedenfor i enkle og komplekse: NH 3, Zn, Br2, HI, C2H5OH, K, CO, F2, C10H22.
3. Grunnstoffet fosfor danner tre enkle stoffer som er forskjellige, spesielt i farge: hvit, rød og svart fosfor. Hva er disse enkle stoffene i forhold til hverandre?
§ 1.6. Valens av elementer. Grafiske formler for stoffer
La oss vurdere de kjemiske formlene til noen forbindelser
Som man kan se fra disse eksemplene, atomene til elementene klor, oksygen, nitrogen, karbon ikke noen, men bare et visst antall hydrogenatomer tilsettes (henholdsvis 1, 2, 3, 4 atomer).
Mellom atomer i kjemiske forbindelser er det kjemiske bindinger. La oss skrive formler der hver chi-
en mikrofontilkobling er indikert med en bindestrek:
Slike formler kalles grafiske.
Grafiske formler for stoffer - dette er formler som viser rekkefølgen av atomer i molekyler og antall bindinger som hvert atom danner.
Antall kjemiske bindinger som ett atom i et gitt grunnstoff danner i et gitt molekyl kalles elementets valens.
Valens er vanligvis indikert med romertall: I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.
I alle molekylene som vurderes, danner hvert hydrogenatom én binding: derfor er valensen til hydrogen lik én (I).
Kloratomet i HCl-molekylet danner én binding, dets valens i dette molekylet er lik I. Oksygenatomet i H2 O-molekylet danner to bindinger, dets valens er lik II. Valence
nitrogen i NH3 er III, og valensen av karbon i CH4 er IV. Noen varer har konstant valens.
Elementer med konstant valens er elementer som i alle sammenhenger viser samme valens
Elementer med konstant valens I er: hydrogen H, fluor F , alkalimetaller: litium Li, natrium Na,
kalium K, rubidium Rb, cesium Cs.
Atomene til disse monovalente elementer alltid form
bare en kjemisk binding.
Elementer med konstant valens II:
oksygen O, magnesium Mg, kalsium Ca, strontium Sr, barium Ba, sink Zn.
Elementet med konstant valens III er aluminium Al.
De fleste varer har variabel valens.
Variable valenselementer er elementer som kan ha forskjellige valensverdier i forskjellige forbindelser*.
Følgelig kan atomene til disse grunnstoffene i forskjellige forbindelser danne forskjellig antall kjemiske bindinger (tabell 4).
* Vi vil vurdere den fysiske betydningen av valens, årsakene til eksistensen av elementer med konstant og variabel valens etter å ha studert teorien om atomstruktur.
Tabell 4
De mest typiske valensverdiene for noen elementer
Elementer |
Den mest karakteristiske |
valens |
|
II, III, IV, VI, VII |
|
For å bestemme valensen til slike elementer i en gitt forbindelse, kan du bruke valensregelen
bånd.
I henhold til denne regelen, i de fleste binære forbindelser av type A m B n er produktet av valensen til element A (x) med antall atomer (t) lik produktet av valensen til elementet
ta B (y) ved antall atomer (n):
x · t = y · n * .
La oss bestemme for eksempel valensen av fosfor i følgende forbindelser:
x jeg |
x" II |
PH3 |
P2 O5 |
Valens av hydrogen |
Oksygenvalens |
er konstant og lik I |
er konstant og lik II |
x 1 = 1 3 |
x" 2 = 2 5 |
x = 3 |
x" = 5 |
PH3 |
P2 O5 |
Fosfor i PH3 er |
Fosfor i P2 O5 er |
trivalent |
femverdig |
element |
element |
* Valensregelen gjelder ikke for binære forbindelser, der atomer av samme grunnstoff er direkte bundet til hverandre. Valensregelen følger for eksempel ikke den første
hydrogenoksid H2 O2, siden det i molekylet er en binding mellom oksygenatomer: H-O-O-H.
Ved å bruke valensregelen kan du lage formler binære forbindelser, dvs. bestemme indeksene i disse formlene.
La oss lage for eksempel formelen for forbindelsen aluminium med oksygen. Al og O har konstante valensverdier, co-
ansvarlige III og II:
Minste felles multiplum (LCD) av tallene 3 og 2 er 6. Del LCM med valensen til Al:
6: 3 = 2 og for valens O: 6: 2 = 3
Disse tallene er lik indeksene til de tilsvarende symbolene
elementer i den sammensatte formelen:
Al203
La oss se på ytterligere to eksempler.
Lag formler for forbindelser som består av:
noter det i de fleste binære forbindelser
Generelt sett kombinerer ikke atomer av samme grunnstoff direkte med hverandre.
La oss skrive grafiske formler for alle forbindelsene som vi vurderte i dette avsnittet:
Sammenlign antall bindestreker for hvert element med dets valens, som er angitt i teksten til avsnittet.
Spørsmål for kontroll
1. Hva er valensen til et element?
2. Hvilke tall indikerer vanligvis valens?
3. Hva er konstante valenselementer?
4. Hvilke grunnstoffer har konstant valens?
5. Hva er elementer med variabel valens? Angi de mest typiske valensverdiene for klor, svovel, karbon, fosfor og jern.
6. Hvordan er valensregelen formulert?
7. Hva heter formlene som viser rekkefølgen av atomer i molekyler og valensen til hvert element?
Arbeidsoppgaver for selvstendig arbeid
1. Bestem valensen til elementer i følgende forbindelser: AsH 3, CuO, N 2 O 3, CaBr 2, AlI 3, SF 6, K 2 S, SiO 2, Mg 3 N 2.
Skriv grafiske formler for disse stoffene.
2. Definer indekser m og n i følgende formler:
Hm Sen, Pm Cln, Pbm On, Om Fn, Fem Sn Skriv grafiske formler for disse stoffene.
3. Lag molekylære og grafiske formler for forbindelser av krom med oksygen der krom har valens II, III og VI.
4. Skriv ned formler for forbindelser som består av:
a) mangan (II) og oksygen; b) mangan (IV) og oksygen; c) mangan (VI) og oksygen; d) klor (VII) og oksygen; e) barium og oksygen. Skriv grafiske formler for disse stoffene.
§ 1.7. Mol. Molar masse
Massen til et stoff uttrykkes i kg, g eller andre enheter
Mengdeenheten til et stoff er føflekken.
De fleste stoffer består av molekyler eller atomer.
En mol er mengden av et stoff som inneholder like mange molekyler (atomer) av det stoffet som det er atomer i 12 g (0,012 kg) karbon C.
La oss bestemme antall C-atomer i 12 g karbon. For å gjøre dette, del 0,012 kg med den absolutte massen til karbonatomet ma (C) (se § 1.3):
0,012 kg/19,93 10–27 kg ≈ 6,02 1023.
Fra definisjonen av begrepet "føflekk" følger det at dette tallet
lik antall molekyler (atomer) i en mol av ethvert stoff. Det kalles Avogadros nummer og er merket med symbolet
okse N A:
(Merk at Avogadros nummer er et veldig stort tall!)
Hvis et stoff består av molekyler, er 1 mol 6,02 x 1023 molekyler av dette stoffet.
For eksempel: 1 mol hydrogen H2 er 6,02 · 1023 molekyler H2; 1 mol H2O-vann er 6,02 x 1023 H2O-molekyler;
1 mol glukose C6 H12 O6 er 6,02 1023
molekyler C6 H12 O6.
Hvis et stoff består av atomer, er 1 mol 6,02 x 1023 atomer av dette stoffet.
For eksempel: 1 mol jern Fe er 6,02 1023 Fe-atomer;
1 mol svovel S er 6,02 1023 atomer S. Derfor:
1 mol av ethvert stoff inneholder Avogadro-antallet av partikler som utgjør dette stoffet, dvs. omtrent 6,02 × 1023 molekyler eller atomer.
Mengden av et stoff (dvs. antall mol) er angitt med den latinske bokstaven p (eller den greske bokstaven v). Ethvert gitt antall molekyler (atomer) er merket med bokstaven N.
Mengden av stoff n er lik forholdet mellom et gitt antall molekyler (atomer) N og antall molekyler (atomer) i 1 mol NA.
La oss vurdere den kvalitative og kvantitative sammensetningen av stoffer. La oss bestemme dens egenskaper for forbindelser av organisk og uorganisk opprinnelse.
Hva viser den kvalitative sammensetningen av et stoff?
Den viser hvilke typer atomer som er tilstede i molekylet som analyseres. Vann dannes for eksempel av hydrogen og oksygen.
Molekylet inkluderer natrium- og oksygenatomer. Svovelsyre inneholder hydrogen, oksygen og svovel.
Hva viser den kvantitative sammensetningen?
Den viser det kvantitative innholdet av hvert element i et komplekst stoff.
For eksempel inneholder vann to hydrogenatomer og ett oksygenatom. Svovelsyre består av to hydrogener, ett svovelatom, fire oksygener.
Den inneholder tre hydrogenatomer, ett fosfor og fire oksygenatomer.
Organiske stoffer har også en kvalitativ og kvantitativ sammensetning av stoffer. For eksempel inneholder metan ett karbon og fire hydrogener.
Metoder for å bestemme sammensetningen av et stoff
Den kvalitative og kvantitative sammensetningen av stoffer kan bestemmes kjemisk. For eksempel, når et molekyl av en kompleks forbindelse brytes ned, dannes flere molekyler med en enklere sammensetning. Så når du varmer opp kalsiumkarbonat, bestående av kalsium, karbon, fire oksygenatomer, kan du få to og karbon.
Og forbindelsene som dannes under kjemisk nedbrytning kan ha forskjellig kvalitativ og kvantitativ sammensetning av stoffer.
Enkle og komplekse forbindelser kan ha molekylær så vel som ikke-molekylær sammensetning.
Den første gruppen er i forskjellige aggregeringstilstander. For eksempel er sukker et fast stoff, vann er en væske og oksygen er en gass.
Forbindelser med ikke-molekylær struktur finnes i fast form under standardbetingelser. Disse inkluderer salter. Ved oppvarming smelter de og endres fra fast til flytende tilstand.
Eksempler på sammensetningsbestemmelse
"Beskriv den kvalitative og kvantitative sammensetningen av følgende stoffer: svoveloksid (4), svoveloksid (6)." Denne oppgaven er typisk i et skolekurs i uorganisk kjemi. For å takle det, må du først lage formler for de foreslåtte forbindelsene, ved å bruke valenser eller oksidasjonstilstander.
Begge foreslåtte oksider inneholder de samme kjemiske elementene, derfor er deres kvalitative sammensetning den samme. De inkluderer svovel- og oksygenatomer. Men i kvantitative termer vil resultatene avvike.
Den første forbindelsen inneholder to oksygenatomer, og den andre har seks.
La oss fullføre følgende oppgave: "Beskriv den kvalitative og kvantitative sammensetningen av H2S-stoffer."
Et hydrogensulfidmolekyl består av et svovelatom og to hydrogener. Den kvalitative og kvantitative sammensetningen av H2S-stoffet lar en forutsi dets kjemiske egenskaper. Siden sammensetningen inneholder et hydrogenkation, er hydrogensulfid i stand til å utvise oksiderende egenskaper. For eksempel manifesterer lignende egenskaper seg i samspill med et aktivt metall.
Informasjon om den kvalitative og kvantitative sammensetningen av et stoff er også relevant for organiske forbindelser. Hvis du for eksempel kjenner til det kvantitative innholdet av komponenter i et hydrokarbonmolekyl, kan du finne ut om det tilhører en viss klasse av stoffer.
Slik informasjon lar en forutsi de kjemiske og fysiske egenskapene til det analyserte hydrokarbonet og identifisere dets spesifikke egenskaper.
For eksempel, når vi vet at sammensetningen inneholder fire karbonatomer og ti hydrogener, kan vi konkludere med at dette stoffet tilhører klassen mettede (mettede) hydrokarboner med den generelle formelen SpH2n+2. Alle representanter for denne homologe serien er preget av en radikal mekanisme, så vel som oksidasjon av atmosfærisk oksygen.
Konklusjon
Ethvert uorganisk og organisk stoff har en viss kvantitativ og kvalitativ sammensetning. Informasjon er nødvendig for å fastslå de fysiske og kjemiske egenskapene til den analyserte uorganiske forbindelsen, og for organiske stoffer lar sammensetningen en etablere klassemedlemskap og identifisere karakteristiske og spesifikke kjemiske egenskaper.
I løpet av leksjonen vil du lære om de kvalitative og kvantitative sammensetningene av organiske stoffer, hva den enkleste, molekylære, strukturelle formelen er.
En enkel formel kan tilsvare mange molekylære formler.
En formel som viser rekkefølgen på forbindelsen til atomer i et molekyl kalles en strukturformel.
Heksen og cykloheksan har samme molekylformler C 6 H 12, men de er to forskjellige stoffer med forskjellige fysiske og kjemiske egenskaper. Se tabell. 1.
Bord 1. Forskjell i egenskapene til heksen og sykloheksan
For å karakterisere et organisk stoff, er det nødvendig å vite ikke bare sammensetningen av molekylet, men også rekkefølgen på arrangementet av atomer i molekylet - strukturen til molekylet.
Strukturen til stoffer gjenspeiles av strukturelle (grafiske) formler, der kovalente bindinger mellom atomer er indikert med streker - valensstreker.
I organiske forbindelser danner karbon fire bindinger, hydrogen danner én, oksygen danner to, og nitrogen danner tre.
Valence. Antall kovalente ikke-polare eller polare bindinger som et grunnstoff kan danne kalles valens
En binding dannet av ett elektronpar kalles enkelt eller enkelt kommunikasjon
En binding dannet av to elektronpar kalles dobbelt forbindelse, er det angitt med to bindestreker, som "lik"-tegnet. Tre elektronpar dannes trippel tilkobling, som er indikert med tre streker. Se tabell. 2.
|
|
Bord 2. Eksempler på organiske stoffer med ulike bindinger
I praksis brukes det vanligvis forkortede strukturformler, der bindingene til karbon, oksygen og andre atomer med hydrogen ikke er indikert:
Ris. 1. Volumetrisk modell av et etanolmolekyl
Strukturformler formidler rekkefølgen atomer er koblet til hverandre i, men formidler ikke arrangementet av atomer i rommet. Strukturformler er en todimensjonal tegning, men molekyler er tredimensjonale, dvs. er volumetriske, er dette vist i eksemplet med etanol i fig. 1.
Leksjonen dekket spørsmålet om kvalitative og kvantitative sammensetninger av organiske stoffer, hva den enkleste, molekylære, strukturelle formelen er.
Bibliografi
1. Rudzitis G.E. Kjemi. Grunnleggende om generell kjemi. 10. klasse: lærebok for allmenne utdanningsinstitusjoner: grunnnivå / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. utgave. - M.: Utdanning, 2012.
2. Kjemi. Karakter 10. Profilnivå: akademisk. for allmennutdanning institusjoner/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin et al. - M.: Bustard, 2008. - 463 s.
3. Kjemi. Karakter 11. Profilnivå: akademisk. for allmennutdanning institusjoner/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin et al. - M.: Bustard, 2010. - 462 s.
4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Samling av problemer i kjemi for de som går inn på universiteter. - 4. utg. - M.: RIA "New Wave": Utgiver Umerenkov, 2012. - 278 s.
Hjemmelekser
1. nr. 6-7 (s. 11) Rudzitis G.E. Kjemi. Grunnleggende om generell kjemi. 10. klasse: lærebok for allmenne utdanningsinstitusjoner: grunnnivå / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. utgave. -M.: Utdanning, 2012.
2. Hvorfor har organiske stoffer, hvis sammensetning reflekteres av samme molekylformel, forskjellige kjemiske og fysiske egenskaper?
3. Hva viser den enkleste formelen?