فرمول شیمیایی یک تصویر با نمادها است.
علائم عناصر شیمیایی
علامت شیمیایییا نماد شیمیایی عنصراولین یا دو حرف اول نام لاتین این عنصر است.
مثلا: فروم-Fe , جام -مس , اکسیژن -Oو غیره.
جدول 1: اطلاعات ارائه شده توسط علامت شیمیایی
| هوش | به عنوان مثال Cl |
| نام عنصر | کلر |
| غیر فلزی، هالوژن | |
| یک مورد | 1 اتم کلر |
| (ar)عنصر داده شده | Ar(Cl) = 35.5 |
| جرم اتمی مطلق یک عنصر شیمیایی
m = Ar 1.66 10 -24 گرم = Ar 1.66 10 -27 کیلوگرم |
M (Cl) \u003d 35.5 1.66 10 -24 \u003d 58.9 10 -24 گرم |
نام یک علامت شیمیایی در بیشتر موارد به عنوان نام یک عنصر شیمیایی خوانده می شود. مثلا، K - پتاسیم, کلسیم - کلسیم, Mg - منیزیم, منگنز - منگنز.
مواردی که نام علامت شیمیایی متفاوت خوانده می شود در جدول 2 آورده شده است:
| نام عنصر شیمیایی | علامت شیمیایی | نام نماد شیمیایی
(تلفظ) |
| نیتروژن | ن | En |
| هیدروژن | اچ | خاکستر |
| اهن | Fe | فروم |
| طلا | طلا | آروم |
| اکسیژن | O | در باره |
| سیلیکون | سی | سیلیسیم |
| فلز مس | مس | کوپروم |
| قلع | sn | استانوم |
| سیاره تیر | HG | هیدرارژیوم |
| رهبری | سرب | پلوموم |
| گوگرد | اس | Es |
| نقره | Ag | آرژانتوم |
| کربن | سی | تسه |
| فسفر | پ | پلی اتیلن |
فرمول های شیمیایی مواد ساده
فرمول شیمیایی اکثر مواد ساده (همه فلزات و بسیاری از غیر فلزات) نشانه عناصر شیمیایی مربوطه است.
بنابراین ماده آهنو عنصر شیمیایی آهنیکسان برچسب گذاری می شوند Fe .
اگر ساختار مولکولی داشته باشد (به شکل وجود دارد , سپس فرمول آن علامت شیمیایی عنصر با است فهرست مطالبپایین سمت راست، نشان می دهد تعداد اتم هادر یک مولکول: H2, O2, O 3, N 2, F2, Cl2, Br2, P4, S8.
جدول 3: اطلاعات ارائه شده توسط علامت شیمیایی
| هوش | به عنوان مثال C |
| نام ماده | کربن (الماس، گرافیت، گرافن، کاربین) |
| تعلق یک عنصر به یک کلاس معین از عناصر شیمیایی | غیر فلز |
| اتم یک عنصر | 1 اتم کربن |
| جرم اتمی نسبی (ar)عنصری که ماده را می سازد | Ar(C)=12 |
| جرم اتمی مطلق | M (C) \u003d 12 1.66 10-24 \u003d 19.93 10 -24 گرم |
| یک ماده | 1 مول کربن، یعنی 6.02 10 23اتم های کربن |
| M(C) = Ar(C) = 12 گرم بر مول |
فرمول های شیمیایی مواد پیچیده
فرمول یک ماده پیچیده با نوشتن علائم عناصر شیمیایی که این ماده از آنها تشکیل شده است، که تعداد اتم های هر عنصر در مولکول را نشان می دهد، تهیه می شود. در این مورد، به عنوان یک قاعده، عناصر شیمیایی نوشته می شود به منظور افزایش الکترونگاتیوی طبق سری تمرین زیر:
من , سی , ب , ته , اچ , پی , به عنوان , من , سه , C , S , Br , Cl , N , O , F
مثلا، H2O , CaSO4 , Al2O3 , CS2 , از 2 , NaH.
استثنا این است:
- برخی از ترکیبات نیتروژن با هیدروژن (به عنوان مثال، آمونیاک NH3 , هیدرازین N 2H4 );
- نمک اسیدهای آلی (به عنوان مثال، فرمت سدیم HCOONa , استات کلسیم (CH 3COO) 2Ca) ;
- هیدروکربن ها ( CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ).
فرمول های شیمیایی موادی که به شکل وجود دارند دایمرها (NO 2 , P2O 3 , P2O5نمک های جیوه تک ظرفیتی، به عنوان مثال: HgCl , HgNO3و غیره)، به شکل نوشته شده است N 2 O 4،P4 O 6P4 O 10،جیوه 2 Cl2،جیوه 2 ( NO 3) 2.
تعداد اتم های یک عنصر شیمیایی در یک مولکول و یک یون پیچیده بر اساس مفهوم تعیین می شود ظرفیتیا حالت های اکسیداسیونو ثبت شد ایندکس پایین سمت راستاز علامت هر عنصر (شاخص 1 حذف شده است). این بر اساس قاعده است:
مجموع جبری حالت های اکسیداسیون همه اتم ها در یک مولکول باید برابر با صفر باشد (مولکول ها از نظر الکتریکی خنثی هستند) و در یک یون مختلط، بار یون.
مثلا:
2Al 3 + + 3SO 4 2- \u003d Al 2 (SO 4) 3
از همین قاعده استفاده می شود هنگام تعیین درجه اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی با توجه به فرمول یک ماده یا مجتمع. معمولاً عنصری است که چندین حالت اکسیداسیون دارد. حالت های اکسیداسیون عناصر باقی مانده تشکیل دهنده مولکول یا یون باید مشخص باشد.
بار یک یون مختلط مجموع جبری حالت های اکسیداسیون تمام اتم هایی است که یون را تشکیل می دهند. بنابراین، هنگام تعیین وضعیت اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی در یک یون پیچیده، خود یون در براکت ها محصور می شود و بار آن از براکت ها خارج می شود.
هنگام کامپایل فرمول های ظرفیتاین ماده به صورت ترکیبی متشکل از دو ذره از انواع مختلف نشان داده می شود که ظرفیت های آنها مشخص است. در ادامه لذت ببرید قانون:
در یک مولکول، حاصل ضرب ظرفیت و تعداد ذرات یک نوع باید برابر با حاصلضرب ظرفیت و تعداد ذرات نوع دیگر باشد.
مثلا:
عدد مقابل یک فرمول در معادله واکنش نامیده می شود ضریب. او هر دو را نشان می دهد تعداد مولکول ها، یا تعداد مول های یک ماده.
ضریب قبل از علامت شیمیایی، نشان می دهد تعداد اتم های یک عنصر شیمیایی معینو در موردی که علامت فرمول یک ماده ساده باشد، ضریب یکی را نشان می دهد تعداد اتم ها، یا تعداد مول های این ماده
مثلا:
- 3 Fe- سه اتم آهن، 3 مول اتم آهن،
- 2 اچ- دو اتم هیدروژن، 2 مول اتم هیدروژن،
- H2- یک مولکول هیدروژن، 1 مول هیدروژن.
فرمول شیمیایی بسیاری از مواد به صورت تجربی تعیین شده است، به همین دلیل به آنها می گویند "تجربی".
جدول 4: اطلاعات ارائه شده توسط فرمول شیمیایی یک ماده پیچیده
| هوش | مثلا C aCO3 |
| نام ماده | کربنات کلسیم |
| تعلق یک عنصر به دسته خاصی از مواد | نمک متوسط (معمولی). |
| یک مولکول از یک ماده | 1 مولکول کربنات کلسیم |
| یک مول از یک ماده | 6.02 10 23مولکول ها CaCO3 |
| وزن مولکولی نسبی ماده (Mr) | Mr (CaCO3) \u003d Ar (Ca) + Ar (C) + 3Ar (O) \u003d 100 |
| جرم مولی یک ماده (M) | M (CaCO3) = 100 گرم در مول |
| وزن مولکولی مطلق یک ماده (m) | M (CaCO3) = آقای (CaCO3) 1.66 10 -24 گرم = 1.66 10 -22 گرم |
| ترکیب کیفی (چه عناصر شیمیایی یک ماده را تشکیل می دهند) | کلسیم، کربن، اکسیژن |
| ترکیب کمی ماده: | |
| تعداد اتم های هر عنصر در یک مولکول یک ماده: | مولکول کربنات کلسیم از آن تشکیل شده است 1 اتمکلسیم، 1 اتمکربن و 3 اتماکسیژن. |
| تعداد مول های هر عنصر در 1 مول از یک ماده: | در 1 مول CaCO 3(6.02 10 23 مولکول) شامل 1 مول(6.02 10 23 اتم) کلسیم، 1 مول(6.02 10 23 اتم) کربن و 3 مول(3 6.02 10 23 اتم) عنصر شیمیایی اکسیژن) |
| ترکیب جرمی ماده: | |
| جرم هر عنصر در 1 مول از یک ماده: | 1 مول کربنات کلسیم (100 گرم) حاوی عناصر شیمیایی است: 40 گرم کلسیم, کربن 12 گرم, 48 گرم اکسیژن. |
| کسر جرمی عناصر شیمیایی در یک ماده (ترکیب یک ماده بر حسب درصد وزنی):
|
ترکیب کربنات کلسیم بر حسب جرم:
W (Ca) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 40) / 100 \u003d 0.4 (40%) W (C) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (1 12) / 100 \u003d 0.12 (12%) W (O) \u003d (n (Ca) Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) \u003d (3 16) / 100 \u003d 0.48 (48%) |
| برای ماده ای با ساختار یونی (نمک ها، اسیدها، بازها) - فرمول یک ماده اطلاعاتی در مورد تعداد یون های هر نوع در یک مولکول، تعداد آنها و جرم یون ها در 1 مول از یک ماده می دهد:
|
مولکول CaCO 3از یک یون تشکیل شده است Ca 2+و یون CO 3 2-
1 مول ( 6.02 10 23مولکول ها) CaCO 3شامل 1 مول یون های Ca2+و 1 مول یون CO 3 2-; 1 مول (100 گرم) کربنات کلسیم حاوی است یون 40 گرم Ca 2+و یون 60 گرم CO 3 2- |
| حجم مولی یک ماده در شرایط عادی (فقط برای گازها) | |
فرمول های گرافیکی
برای اطلاعات بیشتر در مورد مصرف مواد فرمول های گرافیکی ، که نشان می دهد ترتیب اتصال اتم ها در یک مولکولو ظرفیت هر عنصر.
فرمول های گرافیکی مواد متشکل از مولکول ها، گاهی اوقات، به یک درجه یا دیگری، ساختار (ساختار) این مولکول ها را منعکس می کنند، در این موارد می توان آنها را نام برد. ساختاری .
برای ترسیم فرمول گرافیکی (ساختاری) یک ماده، باید:
- ظرفیت تمام عناصر شیمیایی تشکیل دهنده یک ماده را تعیین کنید.
- علائم تمام عناصر شیمیایی تشکیل دهنده یک ماده را بنویسید، هر کدام به مقداری برابر با تعداد اتم های یک عنصر معین در یک مولکول.
- علائم عناصر شیمیایی را با خط تیره وصل کنید. هر خط نشان دهنده یک جفت است که بین عناصر شیمیایی ارتباط برقرار می کند و بنابراین به طور مساوی به هر دو عنصر تعلق دارد.
- تعداد خط تیره های اطراف علامت یک عنصر شیمیایی باید با ظرفیت این عنصر شیمیایی مطابقت داشته باشد.
- هنگام فرمولاسیون اسیدهای حاوی اکسیژن و نمک های آنها، اتم های هیدروژن و اتم های فلز از طریق یک اتم اکسیژن به عنصر تشکیل دهنده اسید متصل می شوند.
- اتم های اکسیژن تنها در هنگام فرمولاسیون پراکسیدها به یکدیگر متصل می شوند.
نمونه هایی از فرمول های گرافیکی:
اکسیدها- ترکیبات عناصر با اکسیژن، حالت اکسیداسیون اکسیژن در اکسیدها همیشه -2 است.
اکسیدهای پایهتشکیل فلزات معمولی با C.O. +1،+2 (Li 2 O، MgO، CaO، CuO، و غیره).
اکسیدهای اسیدیتشکیل غیر فلزات با S.O. بیش از +2 و فلزات با S.O. از 5+ تا 7+ (SO 2، SeO 2، P 2 O 5، As 2 O 3، CO 2، SiO 2، CrO 3 و Mn 2 O 7). استثنا: اکسیدهای NO 2 و ClO 2 هیدروکسیدهای اسیدی مربوطه ندارند، اما اسیدی در نظر گرفته می شوند.
اکسیدهای آمفوتریکتشکیل شده توسط فلزات آمفوتریک با S.O. +2،+3،+4 (BeO، Cr 2 O 3، ZnO، Al 2 O 3، GeO 2، SnO 2 و PbO).
اکسیدهای غیر نمک ساز- اکسیدهای غیر فلزات با С.О. + 1، + 2 (СО، NO، N 2 O، SiO).
پایه ها (اصلی هیدروکسیدها ) - مواد پیچیده ای که از یک یون فلزی (یا یون آمونیوم) و یک گروه هیدروکسی (-OH) تشکیل شده اند.
هیدروکسیدهای اسیدی (اسیدها)- مواد پیچیده ای که از اتم های هیدروژن و باقی مانده اسید تشکیل شده اند.
هیدروکسیدهای آمفوتریکتوسط عناصر با خواص آمفوتریک تشکیل شده است.
نمک- مواد پیچیده ای که توسط اتم های فلزی ترکیب شده با باقی مانده های اسیدی تشکیل می شوند.
نمک های متوسط (معمولی).- تمام اتم های هیدروژن در مولکول های اسید با اتم های فلز جایگزین می شوند.
نمک های اسیدی- اتم های هیدروژن در اسید تا حدی با اتم های فلز جایگزین می شوند. آنها با خنثی کردن یک باز با اسید اضافی به دست می آیند. برای نامگذاری مناسب نمک اسیدی،بسته به تعداد اتم های هیدروژن تشکیل دهنده نمک اسید، لازم است پیشوند hydro- یا dihydro- را به نام نمک معمولی اضافه کنید.
به عنوان مثال، KHCO 3 بی کربنات پتاسیم است، KH 2 PO 4 دی هیدرو ارتوفسفات پتاسیم است.
باید به خاطر داشت که نمک های اسیدی فقط می توانند دو یا چند اسید بازی تشکیل دهند.
نمک های اساسی- گروه های هیدروکسی باز (OH -) تا حدی با باقیمانده های اسیدی جایگزین می شوند. به نام نمک پایه،بسته به تعداد گروه های OH که نمک را تشکیل می دهند، لازم است پیشوند hydroxo- یا dihydroxo- را به نام نمک معمولی اضافه کنید.
به عنوان مثال، (CuOH) 2 CO 3 هیدروکسی کربنات مس (II) است.
باید به خاطر داشت که نمک های اساسی فقط قادر به تشکیل بازهایی هستند که در ترکیب خود حاوی دو یا چند گروه هیدروکسی هستند.
نمک دو برابر- در ترکیب آنها دو کاتیون مختلف وجود دارد، آنها با تبلور از محلول مخلوط نمک با کاتیون های مختلف، اما آنیون های یکسان به دست می آیند. به عنوان مثال، KAl (SO 4) 2، KNaSO 4.
نمک های مخلوط- در ترکیب آنها دو آنیون مختلف وجود دارد. به عنوان مثال، Ca(OCl)Cl.
نمک های هیدراته (هیدرات های کریستالی) - آنها شامل مولکول های آب تبلور هستند. مثال: Na 2 SO 4 10H 2 O.
نام های بی اهمیت مواد معدنی رایج:
| فرمول | نام بی اهمیت |
| NaCl | هالیت، سنگ نمک، نمک خوراکی |
| Na 2 SO 4 * 10H 2 O | نمک گلوبر |
| NaNO 3 | سدیم، نیترات شیلی |
| NaOH | سود سوزآور، سود سوزآور، سود سوزآور |
| Na 2 CO 3 * 10H 2 O | نوشابه کریستال |
| Na2CO3 | خاکستر سودا |
| NaHCO3 | خوراکی (نوشیدنی) سودا |
| K2CO3 | پتاس |
| KOH | پتاس سوز آور |
| KCl | نمک پتاسیم، سیلوین |
| KClO 3 | نمک برتوله |
| KNO 3 | پتاس، نمک هندی |
| K3 | نمک قرمز خون |
| K4 | نمک خون زرد |
| Kfe 3+ | آبی پروس |
| KFe2+ | تورنبول آبی |
| NH4Cl | کلرید آمونیوم |
| NH 3 * H 2 O | آمونیاک، آب آمونیاک |
| (NH 4) 2 Fe (SO 4) 2 | نمک مورا |
| CaO | آهک زنده (سوخته) آهک |
| Ca(OH) 2 | آهک آب شده، آب آهک، شیر آهک، خمیر آهک |
| CaSO 4 * 2H 2 O | گچ |
| CaCO3 | سنگ مرمر، سنگ آهک، گچ، کلسیت |
| سانرو 4 × 2H2O | رسوب |
| Ca (H 2 RO 4) 2 | سوپر فسفات دو برابر |
| Ca (H 2 PO 4) 2 + 2CaSO 4 | سوپر فسفات ساده |
| CaOCl 2 (Ca(OCl) 2 + CaCl 2) | پودر سفید کننده |
| MgO | منیزیا |
| MgSO 4 * 7H 2 O | نمک اپسوم (تلخ) |
| Al2O3 | کورندوم، بوکسیت، آلومینا، یاقوت سرخ، یاقوت کبود |
| سی | الماس، گرافیت، دوده، زغال سنگ، کک |
| AgNO3 | لاجورد |
| (CuOH) 2 CO 3 | مالاکیت |
| Cu 2 S | درخشش مس، کالکوزین |
| CuSO 4 * 5H 2 O | ویتریول آبی |
| FeSO 4 * 7H 2 O | سنگ جوهر |
| FeS 2 | پیریت، پیریت آهن، پیریت گوگرد |
| FeCO 3 | سیدریت |
| Fe 2 O 3 | سنگ آهن قرمز، هماتیت |
| Fe 3 O 4 | سنگ آهن مغناطیسی، مگنتیت |
| FeO × nH 2 O | سنگ آهن قهوه ای، لیمونیت |
| H2SO4 × nSO3 | محلول اولئوم SO 3 در H 2 SO 4 |
| N2O | گاز خنده |
| NO 2 | گاز قهوه ای، دم روباه |
| SO 3 | گاز سولفوریک، انیدرید سولفوریک |
| SO2 | دی اکسید گوگرد، دی اکسید گوگرد |
| CO | مونوکسید کربن |
| CO2 | دی اکسید کربن، یخ خشک، دی اکسید کربن |
| SiO2 | سیلیس، کوارتز، شن و ماسه رودخانه |
| CO + H2 | گاز آب، گاز سنتز |
| سرب (CH 3 COO) 2 | قند سرب |
| PbS | درخشش سربی، گالن |
| ZnS | مخلوط روی، اسفالریت |
| HgCl 2 | تصعید خورنده |
| HgS | سینابار |
نامهای بی‌اهمیت مواد.برای قرن ها و هزاره های متمادی، مردم از مواد متنوعی در فعالیت های عملی خود استفاده کرده اند. بسیاری از آنها در کتاب مقدس ذکر شده است (اینها سنگهای قیمتی و رنگها و بخورهای مختلف هستند). البته به هر کدام از آنها نامی داده شد. البته ربطی به ترکیب ماده نداشت. گاهی این نام نمایانگر ظاهر یا خاصیت خاص، واقعی یا خیالی است. یک مثال معمولی الماس است. در یونانی damasma - انقیاد، رام کردن، damao - من خرد می کنم. بر این اساس، آداماس - غیر قابل نابودی (جالب است که در عربی "الماس" - سخت ترین، سخت ترین). در زمان های قدیم خواص معجزه آسایی به این سنگ نسبت می دادند، مثلاً این که: اگر کریستال الماسی بین چکش و سندان قرار گیرد، به جای اینکه «پادشاه سنگ ها» آسیب ببیند، خرد می شوند. در واقع الماس بسیار شکننده است و به هیچ وجه در برابر ضربات مقاومت نمی کند. اما کلمه "درخشنده" واقعاً نشان دهنده خاصیت یک الماس برش است: در فرانسوی درخشان - درخشان.
نام بسیاری از مواد توسط کیمیاگران اختراع شد. برخی از آنها تا به امروز زنده مانده اند. بنابراین، نام عنصر روی (M.V. Lomonosov آن را به زبان روسی معرفی کرد) احتمالاً از تینکا آلمانی باستان - "سفید" آمده است. در واقع، رایج ترین آماده سازی روی، اکسید روی، سفید است. در همان زمان، کیمیاگران بسیاری از خارق‌العاده‌ترین نام‌ها را - تا حدی به دلیل دیدگاه‌های فلسفی‌شان، تا حدی - برای طبقه‌بندی نتایج آزمایش‌های خود به‌کار بردند. به عنوان مثال، آنها همان اکسید روی را "پشم فلسفی" نامیدند (کیمیاگران این ماده را به شکل پودر شل به دست آوردند). نام های دیگر بر اساس روش های به دست آوردن این ماده بود. به عنوان مثال، متیل الکل را الکل چوب می نامیدند و استات کلسیم را "نمک چوب سوخته" می نامیدند (از تقطیر خشک چوب برای به دست آوردن هر دو ماده استفاده شد که البته منجر به ذغال شدن - "سوزاندن" آن شد). اغلب اوقات یک ماده چندین نام دریافت می کند. به عنوان مثال، حتی تا پایان قرن 18. چهار نام برای سولفات مس، ده نام برای کربنات مس و دوازده نام برای دی اکسید کربن وجود داشت!
شرح روش های شیمیایی نیز مبهم بود. بنابراین ، در آثار M.V. Lomonosov ، می توان به "حرامزاده شل" اشاره کرد که می تواند خواننده مدرن را گیج کند (اگرچه در کتاب های آشپزی گاهی اوقات دستور العمل هایی وجود دارد که طبق آنها باید "یک کیلوگرم شکر را در یک غذا حل کنید". لیتر آب» و «حرامزاده» به سادگی به معنای «رسوب» است).
در حال حاضر، نام مواد با قوانین نامگذاری شیمیایی (از نام لاتین - نام های نقاشی) تنظیم می شود. در شیمی، نامگذاری سیستمی از قوانین است که با استفاده از آن می توان به هر ماده یک «نام» داد و برعکس، با دانستن «نام» یک ماده، فرمول شیمیایی آن را یادداشت کرد. ایجاد یک نامگذاری واحد، بدون ابهام، ساده و راحت کار آسانی نیست: کافی است بگوییم که حتی امروز هم هیچ وحدت کاملی در بین شیمیدانان در این زمینه وجود ندارد. مسائل نامگذاری توسط کمیسیون ویژه اتحادیه بین المللی شیمی محض و کاربردی - IUPAC (طبق حروف اولیه نام انگلیسی International Union of Pure and Applied Chemistry) انجام می شود. و کمیسیون های ملی قوانینی را برای اعمال توصیه های IUPAC به زبان کشورشان تدوین می کنند. بنابراین، در زبان روسی، اصطلاح قدیمی "اکسید" با "اکسید" بین المللی جایگزین شد که در کتاب های درسی مدرسه نیز منعکس شد.
داستان های حکایتی نیز با توسعه سیستمی از نام های ملی برای ترکیبات شیمیایی همراه است. به عنوان مثال، در سال 1870، کمیسیون نامگذاری شیمیایی انجمن فیزیک و شیمی روسیه، پیشنهاد یک شیمیدان را برای نامگذاری ترکیبات بر اساس همان اصل که نام ها، نام های نام خانوادگی و نام خانوادگی به زبان روسی ساخته می شوند، مورد بحث قرار داد. به عنوان مثال: پتاسیم Khlorovich (KCl)، پتاسیم Khlorovich Trikislov (KClO 3)، کلر Vodorodovich (HCl)، هیدروژن Kislorodovich (H 2 O). پس از یک بحث طولانی، کمیسیون تصمیم گرفت: بحث در مورد این موضوع را به ژانویه موکول کند، بدون اینکه در همان زمان مشخص شود - چه سالی. از آن زمان، کمیسیون به این موضوع بازنگشته است.
نامگذاری شیمیایی مدرن بیش از دو قرن قدمت دارد. در سال 1787، شیمیدان مشهور فرانسوی Antoine Laurent Lavoisier به آکادمی علوم در پاریس، نتایج کار کمیسیون به ریاست او را برای ایجاد یک نامگذاری شیمیایی جدید ارائه کرد. مطابق با پیشنهادات کمیسیون، نام های جدیدی به عناصر شیمیایی و همچنین مواد پیچیده با در نظر گرفتن ترکیب آنها داده شد. نام عناصر به گونه ای انتخاب شد که ویژگی های خواص شیمیایی آنها را منعکس کند. بنابراین، عنصری که پریستلی قبلاً آن را "هوای دفلوژیستیک"، شیله "هوای آتشین" و خود لاووازیه آن را "هوای حیاتی" می نامید، طبق نامگذاری جدید نام اکسیژن را دریافت کرد (سپس اعتقاد بر این بود که اسیدها لزوماً شامل این عنصر می شوند). . اسیدها از عناصر مربوطه خود نامگذاری می شوند. در نتیجه "اسید دود نمکدان" به اسید نیتریک و "ویتریول" به اسید سولفوریک تبدیل شد. برای تعیین نمکها، از نام اسیدها و فلزات مربوطه (یا آمونیوم) استفاده شد.
پذیرش نامگذاری شیمیایی جدید امکان نظام‌بندی مطالب واقعی گسترده را فراهم کرد و مطالعه شیمی را بسیار تسهیل کرد. با وجود همه تغییرات، اصول اساسی که توسط لاووازیه وضع شده است تا به امروز باقی مانده است. با این وجود، در میان شیمیدانان، و به ویژه در میان افراد غیر حرفه ای، بسیاری از نام های به اصطلاح بی اهمیت (از لاتین trivialis - معمولی) حفظ شده است که گاهی اوقات به اشتباه استفاده می شود. به عنوان مثال، به فردی که احساس بدی دارد، پیشنهاد می شود "بوی آمونیاک" بزند. برای یک شیمیدان، این مزخرف است، زیرا آمونیاک (کلرید آمونیوم) یک نمک بی بو است. در این حالت آمونیاک با آمونیاک که واقعا بوی تند دارد و مرکز تنفسی را تحریک می کند اشتباه گرفته می شود.
بسیاری از نامهای بی‌اهمیت ترکیبات شیمیایی هنوز توسط هنرمندان، فن‌آوران، سازندگان استفاده می‌شود (اخر، مومیایی، مینیوم، سینابار، لیتارژ، کرک و غیره). حتی نام های بی اهمیت تر در میان داروها. در دایرکتوری ها، می توانید تا ده ها یا بیشتر مترادف مختلف برای یک دارو پیدا کنید، که عمدتاً به دلیل نام های تجاری مورد استفاده در کشورهای مختلف است (به عنوان مثال، پیراستام داخلی و نوتروپیل وارداتی، seduxen مجارستانی و رلانیم لهستانی و غیره).
شیمیدانان همچنین اغلب از نام های بی اهمیت برای مواد استفاده می کنند، گاهی اوقات نام هایی کاملاً کنجکاو. به عنوان مثال، 1،2،4،5-tetramethylbenzene دارای نام بی اهمیت "durol" و 1،2،3،5-tetramethylbenzene - "isodurol" است. یک نام بی اهمیت بسیار راحت تر است اگر برای همه آشکار باشد که چه چیزی در خطر است. به عنوان مثال، حتی یک شیمیدان هرگز شکر معمولی را "آلفا-D-گلوکوپیرانوسیل-بتا-D-فروکتوفورانوزید" نمی نامد، بلکه از نام بی اهمیت این ماده، ساکارز استفاده می کند. و حتی در شیمی معدنی، نام سیستماتیک، کاملاً بر اساس نامگذاری، بسیاری از ترکیبات می تواند دست و پا گیر و ناخوشایند باشد، به عنوان مثال: O 2 - دی اکسیژن، O 3 - تری اکسیژن، P 4 O 10 - دکااکسید تترا فسفر، H 3 PO 4 - هیدروژن تترااکسوفسفات (V)، VaSO 3 - باریم تری اکسوسولفات، Cs 2 Fe (SO 4) 2 - آهن (II) - تترااکسوسولفات دیسزیم (VI) و غیره. و اگرچه نام سیستماتیک به طور کامل ترکیب ماده را منعکس می کند ، اما در عمل از نام های بی اهمیت استفاده می کنند: ازن ، اسید فسفریک و غیره.
در میان شیمیدانان، نام های اسمی بسیاری از ترکیبات نیز رایج است، به ویژه نمک های پیچیده، مانند نمک Zeise K.H 2 O - که به نام شیمیدان دانمارکی ویلیام زایز نامگذاری شده است. چنین نام های کوتاه بسیار راحت هستند. به عنوان مثال، به جای "نیتروسودی سولفونات پتاسیم"، یک شیمیدان می گوید "نمک فرمی"، به جای "کریستال هیدرات سولفات آمونیوم-آهن (II) مضاعف" - نمک مور و غیره.
جدول رایج‌ترین نامهای بی‌اهمیت (روزمره) برخی از ترکیبات شیمیایی، به استثنای اصطلاحات پزشکی بسیار تخصصی، منسوخ، و نام مواد معدنی و همچنین نامهای شیمیایی سنتی آنها را نشان می‌دهد.
| جدول 1. نامهای بی اهمیت (خانگی) برخی از ترکیبات شیمیایی | ||
| نام بی اهمیت | نام شیمیایی | فرمول |
| آلابستر | سولفات کلسیم هیدرات (2/1) | 2CaSO4 . H2O |
| انیدریت | سولفات کلسیم | CaSO4 |
| ارپیمنت | سولفید آرسنیک | به عنوان 2 S 3 |
| سرب سفید | کربنات سرب پایه | 2PbCO3 . Pb(OH)2 |
| تیتانیوم سفید | اکسید تیتانیوم (IV) | TiO2 |
| روی سفید | اکسید روی | ZnO |
| آبی پروس | آهن (III) - هگزاسیانوفرات پتاسیم (II) | KFe |
| نمک برتولتووا | کلرات پتاسیم | KClO 3 |
| گاز مرداب | متان | CH 4 |
| بورا | سدیم تترابورات تترا هیدرات | Na 2 B 4 O 7 . 10H2O |
| گاز خنده | اکسید نیتریک (I) | N2O |
| هیپوسولفیت (عکس) | سدیم تیوسولفات پنتا هیدرات | Na 2 S 2 O 3 . 5H 2 O |
| نمک گلوبر | سدیم سولفات ده هیدرات | Na2SO4 . 10H2O |
| لیتارژ سرب | اکسید سرب (II). | PbO |
| آلومینا | اکسید آلومینیوم | Al2O3 |
| نمک اپسوم | هپتا هیدرات سولفات منیزیم | MgSO4 . 7H2O |
| سود سوزآور (سودآور) | هیدروکسید سدیم | NaOH |
| پتاس سوز آور | پتاسیم هیدروکسید | KOH |
| نمک خون زرد | تری هیدرات هگزاسیانوفرات پتاسیم (III). | K 4 Fe (CN) 6 . 3H2O |
| کادمیوم زرد | سولفید کادمیوم | CDS |
| منیزیا | اکسید منیزیم | MgO |
| لیمو ترش (کرک) | کلسیم هیدروکسید | Ca(OH) 2 |
| آهک سوخته (آهک سریع، آب پز) | اکسید کلسیم | کائو |
| کالامل | کلرید جیوه (I). | Hg2Cl2 |
| کربوراندوم | کاربید سیلیکون | SiC |
| زاج | دودکاهیدرات سولفات های دوگانه فلزات 3 و 1 ظرفیتی یا آمونیوم (به عنوان مثال، آلوم پتاسیم) | M I M III (SO 4) 2 . 12H2O (MI - کاتیونهای Na، K، Rb، Cs، Tl، NH 4؛ M III - کاتیونهای Al، Ga، In، Tl، Ti، V، Cr، Fe، Co، Mn، Rh، Ir) |
| سینابار | سولفید جیوه | HgS |
| نمک قرمز خون | هگزاسیانوفرات پتاسیم (II) | K 3 Fe (CN) 6 |
| سیلیس | اکسید سیلیکون | SiO2 |
| ویتریول (اسید باتری) | اسید سولفوریک | H 2 SO4 |
| ویتریول | هیدرات های کریستالی سولفات های تعدادی از فلزات دو ظرفیتی | M II SO 4 . 7H 2 O (M II - کاتیون های Fe، Co، Ni، Zn، Mn) |
| لاجورد | نیترات نقره | AgNO3 |
| اوره | اوره | CO(NH2)2 |
| آمونیاک | محلول آبی آمونیاک | NH3 . ایکس H2O |
| کلرید آمونیوم | کلرید آمونیوم | NH4Cl |
| اولئوم | محلول اکسید گوگرد (III) در اسید سولفوریک | H2SO4 . ایکس SO 3 |
| پرهیدرول | محلول آبی 30 درصد پراکسید هیدروژن | H 2 O 2 |
| اسید هیدروفلوریک | محلول آبی هیدروژن فلوراید | HF |
| نمک سفره (سنگ). | سدیم کلرید | NaCl |
| پتاس | کربنات پتاسیم | K 2 CO 3 |
| شیشه محلول | نونآهیدرات سیلیکات سدیم | Na 2 SiO 3 . 9H2O |
| قند سرب | تری هیدرات استات سرب | سرب (CH 3 COO) 2 . 3H2O |
| نمک Segnet (سنت). | پتاسیم سدیم تارتارات تتراهیدرات | KNaC4H4O6 . 4H2O |
| نیترات آمونیوم | نیترات آمونیوم | NH4NO3 |
| نمک پتاسیم (هندی) | نیترات پتاسیم | KNO 3 |
| نمک نروژی | نیترات کلسیم | Ca(NO 3) 2 |
| نمک شیلیایی | نیترات سدیم | NaNO 3 |
| جگر گوگردی | پلی سولفیدهای سدیم | Na 2 S ایکس |
| دی اکسید گوگرد | اکسید گوگرد (IV) | SO2 |
| انیدرید سولفوریک | اکسید گوگرد (VI) | SO 3 |
| رنگ گوگردی | پودر گوگرد ریز | اس |
| ژل سیلیکا | ژل اسید سیلیسیک خشک شده | SiO2 . ایکس H2O |
| اسید هیدروسیانیک | سیانید هیدروژن | HCN |
| خاکستر سودا | کربنات سدیم | Na2CO3 |
| سود سوزآور (به سود سوزآور مراجعه کنید) | ||
| نوشیدن نوشابه | سدیم بیکربنات | NaHCO3 |
| فویل | فویل قلع | sn |
| تصعید خورنده | کلرید جیوه (II). | HgCl 2 |
| سوپر فسفات دوگانه | کلسیم دی هیدروژن فسفات هیدرات | Ca (H 2 RO 4) 2 . H 2 O |
| سوپر فسفات ساده | به همین ترتیب در مخلوط با CaSO 4 | |
| برگ طلایی | قلع (IV) سولفید یا ورق طلا | SnS 2 , Au |
| سرب مینیوم | اکسید سرب (IV) - سرب (II) | Pb 3 O 4 (Pb 2 II Pb IV O 4) |
| آهن مینیوم | دی آهن (III) - اکسید آهن (II). | Fe 3 O 4 (Fe II Fe 2 III) O 4 |
| یخ خشک | مونوکسید کربن جامد (IV) | CO2 |
| پودر سفید کننده | مخلوط کلرید و هیپوکلریت کلسیم | Ca(OCl)Cl |
| مونوکسید کربن | مونوکسید کربن (II) | بنابراین |
| دی اکسید کربن | مونوکسید کربن (IV) | CO 2 |
| فسژن | کربونیل دی کلرید | COCl2 |
| کروم سبز | اکسید کروم (III). | Cr2O3 |
| کرومپیک (پتاسیم) | دی کرومات پتاسیم | K2Cr2O7 |
| سرخابی | استات مس پایه | Cu(OH)2 . ایکسمس (CH 3 COO) 2 |
ایلیا لینسون
خوب ، برای تکمیل آشنایی با الکل ها ، فرمول دیگری از یک ماده شناخته شده دیگر را ارائه می دهم - کلسترول. همه نمی دانند که این یک الکل مونوهیدریک است!
|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #a_(A-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\
گروه هیدروکسیل را با رنگ قرمز مشخص کردم.
اسیدهای کربوکسیلیک
هر شراب ساز می داند که شراب باید دور از هوا نگه داشته شود. در غیر این صورت ترش می شود. اما شیمیدان ها دلیل آن را می دانند - اگر یک اتم اکسیژن بیشتر به الکل اضافه کنید، اسید دریافت می کنید.بیایید به فرمول اسیدهایی که از الکل هایی که قبلاً برای ما آشنا هستند به دست می آیند نگاه کنیم:
| ماده | فرمول اسکلتی | فرمول ناخالص | ||
|---|---|---|---|---|
| اسید متانوئیک (اسید فرمیک) |
H/C`|O|\OH | HCOOH | O//\OH | |
| اتانوئیک اسید (استیک اسید) |
H-C-C\O-H; H|#C|H | CH3-COOH | /`|O|\OH | |
| اسید پروپانیک (متیل استیک اسید) |
H-C-C-C\O-H; H|#2|H; H|#3|H | CH3-CH2-COOH | \/`|O|\OH | |
| اسید بوتانوئیک (اسید بوتیریک) |
H-C-C-C-C\O-H; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H | CH3-CH2-CH2-COOH | /\/`|O|\OH | |
| فرمول تعمیم یافته | (R)-C\O-H | (R)-COOH یا (R)-CO2H | (R)/`|O|\OH |
یکی از ویژگی های متمایز اسیدهای آلی وجود یک گروه کربوکسیل (COOH) است که به چنین مواد خاصیت اسیدی می دهد.
همه کسانی که سرکه را امتحان کرده اند می دانند که بسیار ترش است. دلیل این امر وجود اسید استیک در آن است. به طور معمول، سرکه سفره حاوی 3 تا 15 درصد اسید استیک و بقیه (بیشتر) آب است. خوردن اسید استیک رقیق نشده تهدید کننده زندگی است.
اسیدهای کربوکسیلیک ممکن است دارای چندین گروه کربوکسیل باشند. در این مورد به آنها می گویند: دو پایه, سه جانبهو غیره...
محصولات غذایی حاوی بسیاری از اسیدهای آلی دیگر هستند. اینجا تنها تعداد کمی از آنها هستند:
نام این اسیدها مربوط به آن دسته از محصولات غذایی است که در آنها وجود دارد. به هر حال، توجه داشته باشید که در اینجا اسیدهایی وجود دارد که دارای گروه هیدروکسیل مشخصه الکل ها هستند. چنین موادی نامیده می شوند اسیدهای هیدروکسی کربوکسیلیک(یا اسیدهای هیدروکسی).
در زیر هر یک از اسیدها با مشخص کردن نام گروهی از مواد آلی که به آن تعلق دارد، امضا شده است.
رادیکال ها
رادیکال ها مفهوم دیگری است که بر فرمول های شیمیایی تأثیر گذاشته است. خود این کلمه احتمالاً برای همه شناخته شده است، اما در شیمی، رادیکال ها هیچ ربطی به سیاستمداران، شورشیان و سایر شهروندان با موقعیت فعال ندارند.
در اینجا آنها فقط قطعاتی از مولکول ها هستند. و اکنون متوجه خواهیم شد که ویژگی آنها چیست و با روش جدیدی برای نوشتن فرمول های شیمیایی آشنا می شویم.
در بالا در متن، فرمول های تعمیم یافته قبلاً چندین بار ذکر شده است: الکل ها - (R) -OH و اسیدهای کربوکسیلیک - (R) -COOH. اجازه دهید به شما یادآوری کنم که -OH و -COOH گروه های عملکردی هستند. اما R رادیکال است. جای تعجب نیست که به شکل حرف R به تصویر کشیده شده است.
به طور خاص، یک رادیکال یک ظرفیتی بخشی از یک مولکول بدون یک اتم هیدروژن است. خوب، اگر دو اتم هیدروژن را بردارید، یک رادیکال دو ظرفیتی دریافت می کنید.
رادیکال ها در شیمی نام های خاص خود را دارند. برخی از آنها حتی عناوین لاتین را دریافت کردند، شبیه به نام عناصر. و علاوه بر این، گاهی اوقات رادیکال ها در فرمول ها را می توان به صورت مختصر نشان داد که بیشتر یادآور فرمول های ناخالص است.
همه اینها در جدول زیر نشان داده شده است.
| نام | فرمول ساختاری | تعیین | فرمول کوتاه | مثال الکل | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| متیل | CH3-() | من | CH3 | (من) -اوه | CH3OH | |
| اتیل | CH3-CH2-() | و همکاران | C2H5 | (Et) -OH | C2H5OH | |
| پروپیل | CH3-CH2-CH2-() | Pr | C3H7 | (Pr)-OH | C3H7OH | |
| ایزوپروپیل | H3C\CH(*`/H3C*)-() | i-Pr | C3H7 | (i-Pr)-OH | (CH3)2CHOH | |
| فنیل | `/`=`\//-\\-{} | Ph | C6H5 | (Ph)-OH | C6H5OH | |
فکر می کنم اینجا همه چیز روشن است. فقط می خواهم توجه شما را به ستونی جلب کنم که نمونه هایی از الکل ها را آورده است. برخی از رادیکال‌ها به شکلی نوشته می‌شوند که شبیه یک فرمول تجربی است، اما گروه عملکردی جداگانه نوشته می‌شود. به عنوان مثال، CH3-CH2-OH به C2H5OH تبدیل می شود.
و برای زنجیره های منشعب مانند ایزوپروپیل از سازه های با براکت استفاده می شود.
پدیده دیگری نیز وجود دارد رادیکال های آزاد. اینها رادیکال هایی هستند که به دلایلی از گروه های عملکردی جدا شده اند. در این مورد، یکی از قوانینی که ما مطالعه فرمول ها را با آن آغاز کردیم نقض می شود: تعداد پیوندهای شیمیایی دیگر با ظرفیت یکی از اتم ها مطابقت ندارد. خوب، یا می توانید بگویید که یکی از لینک ها از یک طرف باز می شود. معمولا رادیکال‌های آزاد برای مدت کوتاهی زنده می‌مانند، زیرا مولکول‌ها تمایل به بازگشت به حالت پایدار دارند.
مقدمه ای بر نیتروژن آمین ها
من پیشنهاد می کنم با عنصر دیگری که بخشی از بسیاری از ترکیبات آلی است آشنا شوید. این نیتروژن.
با حرف لاتین مشخص می شود نو دارای ظرفیت سه است.
بیایید ببینیم اگر نیتروژن به هیدروکربن های آشنا اضافه شود چه موادی به دست می آید:
| ماده | فرمول ساختاری توسعه یافته | فرمول ساختاری ساده شده | فرمول اسکلتی | فرمول ناخالص |
|---|---|---|---|---|
| آمینو متان (متیل آمین) |
H-C-N\H;H|#C|H | CH3-NH2 | \NH2 | |
| آمینو اتان (اتیلامین) |
H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H | CH3-CH2-NH2 | /\NH2 | |
| دی متیل آمین | H-C-N<`|H>-C-H; H|#-3|H; H|#2|H | $L(1.3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3 | /ن<_(y-.5)H>\ | |
| آمینو بنزن (آنیلین) |
H\N|C\\C|C<\H>`//C<|H>`\C<`/H>`||سی<`\H>/ | NH2|C\\CH|CH`//C<_(y.5)H>`\HC`||HC/ | NH2|\|`/`\`|/_o | |
| تری اتیلامین | $slope(45)H-C-C/N\C-C-H;H|#2|H; H|#3|H; H|#5|H;H|#6|H; #N`|C<`-H><-H>`|C<`-H><-H>`|H | CH3-CH2-N<`|CH2-CH3>-CH2-CH3 | \/N<`|/>\| |
همانطور که احتمالاً از نام ها حدس زده اید، همه این مواد تحت نام رایج ترکیب می شوند آمین ها. گروه عاملی ()-NH2 نامیده می شود گروه آمینو. در اینجا چند فرمول کلی برای آمین ها وجود دارد:
به طور کلی، هیچ نوآوری خاصی در اینجا وجود ندارد. اگر این فرمول ها برای شما واضح است، می توانید با خیال راحت با استفاده از برخی کتاب های درسی یا اینترنت به مطالعه بیشتر شیمی آلی بپردازید.
اما من می خواهم بیشتر در مورد فرمول ها در شیمی معدنی صحبت کنم. متوجه خواهید شد که درک آنها پس از مطالعه ساختار مولکول های آلی چقدر آسان خواهد بود.
فرمول های منطقی
نباید نتیجه گرفت که شیمی معدنی ساده تر از شیمی آلی است. البته، مولکول‌های معدنی بسیار ساده‌تر به نظر می‌رسند، زیرا ساختارهای پیچیده‌ای را که هیدروکربن‌ها انجام می‌دهند، تشکیل نمی‌دهند. اما از سوی دیگر، باید بیش از صد عنصر تشکیل دهنده جدول تناوبی را مطالعه کرد. و این عناصر با توجه به خواص شیمیایی خود تمایل به ترکیب دارند، اما با استثناهای متعدد.
بنابراین، من هیچ یک از این ها را نمی گویم. موضوع مقاله من فرمول های شیمیایی است. و با آنها، همه چیز نسبتا ساده است.
بیشترین استفاده در شیمی معدنی عبارتند از فرمول های منطقی. و اکنون متوجه خواهیم شد که چگونه آنها با کسانی که قبلاً برای ما آشنا هستند تفاوت دارند.
ابتدا بیایید با عنصر دیگری - کلسیم - آشنا شویم. این نیز یک مورد بسیار رایج است.
تعیین شده است حدودو دارای ظرفیت دو است. بیایید ببینیم که چه ترکیباتی با کربن، اکسیژن و هیدروژن شناخته شده برای ما تشکیل می دهد.
| ماده | فرمول ساختاری | فرمول منطقی | فرمول ناخالص |
|---|---|---|---|
| اکسید کلسیم | Ca=O | CaO | |
| کلسیم هیدروکسید | H-O-Ca-O-H | Ca(OH)2 | |
| کربنات کلسیم | $slope(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1 | CaCO3 | |
| بی کربنات کلسیم | HO/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH | Ca(HCO3)2 | |
| اسید کربنیک | H|O\C|O`|/O`|H | H2CO3 |
در نگاه اول، می توان دریافت که فرمول عقلانی چیزی بین فرمول ساختاری و ناخالص است. اما تاکنون نحوه به دست آوردن آنها چندان مشخص نیست. برای درک معنای این فرمول ها، باید واکنش های شیمیایی که مواد در آن شرکت می کنند را در نظر بگیرید.
کلسیم در خالص ترین شکل آن فلزی سفید نرم است. در طبیعت رخ نمی دهد. اما خرید آن از فروشگاه های شیمیایی کاملا امکان پذیر است. معمولاً در کوزه های مخصوص بدون دسترسی به هوا نگهداری می شود. زیرا با اکسیژن هوا واکنش نشان می دهد. در واقع به همین دلیل است که در طبیعت رخ نمی دهد.
بنابراین، واکنش کلسیم با اکسیژن:
2Ca + O2 -> 2CaO
عدد 2 قبل از فرمول یک ماده به این معنی است که 2 مولکول در واکنش شرکت دارند.
اکسید کلسیم از کلسیم و اکسیژن تشکیل می شود. این ماده در طبیعت نیز وجود ندارد زیرا با آب واکنش می دهد:
CaO + H2O -> Ca(OH2)
معلوم می شود که هیدروکسید کلسیم است. اگر به فرمول ساختاری آن (در جدول قبلی) دقت کنید، می بینید که از یک اتم کلسیم و دو گروه هیدروکسیل تشکیل شده است که قبلاً با آنها آشنا هستیم.
اینها قوانین شیمی هستند: اگر یک گروه هیدروکسیل به یک ماده آلی متصل شود، الکل به دست می آید و اگر به یک فلز، پس از آن هیدروکسید.
اما هیدروکسید کلسیم در طبیعت به دلیل وجود دی اکسید کربن در هوا یافت نمی شود. من فکر می کنم که همه در مورد این گاز شنیده اند. در هنگام تنفس انسان ها و حیوانات، احتراق زغال سنگ و فرآورده های نفتی، در هنگام آتش سوزی و فوران های آتشفشانی تشکیل می شود. بنابراین، همیشه در هوا وجود دارد. اما همچنین به خوبی در آب حل می شود و اسید کربنیک تشکیل می دهد:
CO2 + H2O<=>H2CO3
امضا کردن<=>نشان می دهد که واکنش می تواند در هر دو جهت در شرایط یکسان ادامه یابد.
بنابراین، هیدروکسید کلسیم محلول در آب با اسید کربنیک واکنش داده و به کربنات کلسیم کم محلول تبدیل می شود:
Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O
فلش پایین به این معنی است که ماده در نتیجه واکنش رسوب می کند.
پس از تماس بیشتر کربنات کلسیم با دی اکسید کربن در حضور آب، یک واکنش برگشت پذیر رخ می دهد تا نمک اسیدی - بی کربنات کلسیم را تشکیل دهد که بسیار محلول در آب است.
CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HCO3)2
این فرآیند بر سختی آب تأثیر می گذارد. با افزایش دما، بی کربنات دوباره به کربنات تبدیل می شود. بنابراین در مناطقی که آب سخت دارند، رسوب در کتری ها تشکیل می شود.
گچ، سنگ آهک، مرمر، توف و بسیاری از مواد معدنی دیگر عمدتاً از کربنات کلسیم تشکیل شده اند. همچنین در مرجان ها، صدف نرم تنان، استخوان حیوانات و غیره یافت می شود.
اما اگر کربنات کلسیم روی حرارت بسیار زیاد گرم شود به اکسید کلسیم و دی اکسید کربن تبدیل می شود.
این داستان کوتاه در مورد چرخه کلسیم در طبیعت باید توضیح دهد که چرا به فرمول های منطقی نیاز است. بنابراین فرمول های منطقی به گونه ای نوشته می شوند که گروه های تابعی قابل مشاهده باشند. در مورد ما، این است:
علاوه بر این، عناصر فردی - Ca، H، O (در اکسیدها) - نیز گروه های مستقل هستند.یون ها
فکر می کنم وقت آن رسیده که با یون ها آشنا شویم. این کلمه احتمالا برای همه آشناست. و پس از مطالعه گروه های عملکردی، برای ما هزینه ای ندارد که بفهمیم این یون ها چیست.
به طور کلی، ماهیت پیوندهای شیمیایی معمولاً این است که برخی از عناصر الکترون اهدا می کنند و برخی دیگر آنها را دریافت می کنند. الکترون ها ذرات با بار منفی هستند. عنصری با مجموعه ای کامل از الکترون ها دارای بار صفر است. اگر یک الکترون بدهد، بار آن مثبت می شود و اگر آن را بپذیرد، منفی می شود. به عنوان مثال، هیدروژن تنها یک الکترون دارد که به راحتی آن را رها می کند و به یون مثبت تبدیل می شود. برای این، یک رکورد ویژه در فرمول های شیمیایی وجود دارد:
H2O<=>H^+ + OH^-
در اینجا ما می بینیم که در نتیجه تفکیک الکترولیتیآب به یک یون هیدروژن با بار مثبت و یک گروه OH با بار منفی تجزیه می شود. یون OH^- نامیده می شود یون هیدروکسید. نباید آن را با گروه هیدروکسیل که یک یون نیست، بلکه بخشی از یک مولکول است، اشتباه گرفت. علامت + یا - در گوشه بالا سمت راست، بار یون را نشان می دهد.
اما اسید کربنیک هرگز به عنوان یک ماده مستقل وجود ندارد. در واقع مخلوطی از یون های هیدروژن و یون های کربنات (یا یون های بی کربنات) است:
H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-
یون کربنات دارای بار 2- است. یعنی دو الکترون به آن پیوسته اند.
یون های دارای بار منفی نامیده می شوند آنیون ها. معمولاً اینها شامل بقایای اسیدی هستند.
یون های دارای بار مثبت کاتیون ها. اغلب هیدروژن و فلزات است.
و در اینجا احتمالاً می توانید معنای فرمول های منطقی را کاملاً درک کنید. ابتدا کاتیون در آنها نوشته می شود و سپس آنیون. حتی اگر فرمول حاوی هیچ اتهامی نباشد.
احتمالاً قبلاً حدس می‌زنید که یون‌ها را نه تنها با فرمول‌های منطقی می‌توان توصیف کرد. فرمول اسکلتی آنیون بی کربنات در اینجا آمده است:
در اینجا، بار مستقیماً در کنار اتم اکسیژن نشان داده می شود که یک الکترون اضافی دریافت کرد و بنابراین یک خط را از دست داد. به بیان ساده، هر الکترون اضافی تعداد پیوندهای شیمیایی نشان داده شده در فرمول ساختاری را کاهش می دهد. از طرف دیگر، اگر برخی از گره‌های فرمول ساختاری علامت + داشته باشند، یک گره اضافی دارد. مثل همیشه، این واقعیت باید با یک مثال نشان داده شود. اما در میان موادی که برای ما آشنا هستند، هیچ کاتیونی وجود ندارد که از چندین اتم تشکیل شده باشد.
و چنین ماده ای است آمونیاک. محلول آبی آن اغلب نامیده می شود آمونیاکو بخشی از هر کیت کمک های اولیه است. آمونیاک ترکیبی از هیدروژن و نیتروژن است و دارای فرمول منطقی NH3 است. واکنش شیمیایی که هنگام حل شدن آمونیاک در آب رخ می دهد را در نظر بگیرید:
NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-
همان، اما با استفاده از فرمول های ساختاری:
H|N<`/H>\H + H-O-H<=>H|N^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-# -H
در سمت راست دو یون را می بینیم. آنها در نتیجه این واقعیت تشکیل شدند که یک اتم هیدروژن از یک مولکول آب به یک مولکول آمونیاک حرکت کرد. اما این اتم بدون الکترون خود حرکت کرد. آنیون قبلاً برای ما آشناست - این یون هیدروکسید است. و کاتیون نامیده می شود آمونیوم. خواصی مشابه فلزات از خود نشان می دهد. به عنوان مثال، می تواند با یک باقی مانده اسید ترکیب شود. ماده ای که از ترکیب آمونیوم با یک آنیون کربنات ایجاد می شود، کربنات آمونیوم نامیده می شود: (NH4)2CO3.
در اینجا معادله واکنش برای برهمکنش آمونیوم با یک آنیون کربنات است که به شکل فرمول های ساختاری نوشته شده است:
2H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H + O^-\C|O`|/O^-<=>H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H`|0O^-\C|O`|/O^-|0H_(A-15,d-)N^+<_(A105,w+)H><\H>`|H
اما در این شکل، معادله واکنش برای اهداف نمایش داده شده است. معمولاً معادلات از فرمول های منطقی استفاده می کنند:
2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3
سیستم تپه
بنابراین، می‌توان فرض کرد که فرمول‌های ساختاری و عقلایی را قبلاً مطالعه کرده‌ایم. اما موضوع دیگری وجود دارد که ارزش بررسی دقیق تر را دارد. تفاوت بین فرمول های ناخالص و منطقی چیست؟
ما می دانیم که چرا فرمول منطقی اسید کربنیک H2CO3 نوشته شده است و غیر از آن نیست. (در ابتدا دو کاتیون هیدروژن و سپس آنیون کربنات قرار می گیرند.) اما چرا فرمول ناخالص به صورت CH2O3 نوشته می شود؟
در اصل، فرمول منطقی اسید کربنیک به خوبی ممکن است یک فرمول واقعی در نظر گرفته شود، زیرا هیچ عنصر تکراری در آن وجود ندارد. برخلاف NH4OH یا Ca(OH)2.
اما یک قانون اضافی اغلب برای فرمول های ناخالص اعمال می شود که ترتیب عناصر را تعیین می کند. قانون بسیار ساده است: ابتدا کربن، سپس هیدروژن و سپس بقیه عناصر را به ترتیب حروف الفبا قرار دهید.
بنابراین CH2O3 خارج می شود - کربن، هیدروژن، اکسیژن. به این سیستم هیل می گویند. تقریباً در تمام کتاب های مرجع شیمی استفاده می شود. و در این مقاله نیز.
کمی در مورد سیستم easyChem
به جای نتیجه گیری، می خواهم در مورد سیستم easyChem صحبت کنم. این به گونه ای طراحی شده است که تمام فرمول هایی را که در اینجا مورد بحث قرار دادیم می توانند به راحتی در متن وارد شوند. در واقع تمام فرمول های این مقاله با استفاده از easyChem ترسیم شده اند.
چرا به هر سیستمی برای استخراج فرمول ها نیاز داریم؟ نکته این است که روش استاندارد نمایش اطلاعات در مرورگرهای اینترنتی، زبان نشانه گذاری فرامتن (HTML) است. بر روی پردازش متن متمرکز است.
فرمول های منطقی و درشت را می توان با کمک متن به تصویر کشید. حتی برخی از فرمول های ساختاری ساده شده نیز می توانند در متن نوشته شوند، به عنوان مثال الکل CH3-CH2-OH. اگرچه برای این کار باید از این نماد در HTML استفاده کنید: CH 3-CH 2-اوه
این البته مشکلاتی را ایجاد می کند، اما می توانید آنها را تحمل کنید. اما چگونه می توان فرمول ساختاری را نشان داد؟ در اصل، می توان از فونت monospaced استفاده کرد:
H H | | H-C-C-O-H | | H H مطمئناً خیلی زیبا به نظر نمی رسد، اما امکان پذیر است.
مشکل واقعی هنگام تلاش برای نشان دادن حلقه های بنزن و هنگام استفاده از فرمول های اسکلتی به وجود می آید. راهی جز اتصال بیت مپ وجود ندارد. رسترها در فایل های جداگانه ذخیره می شوند. مرورگرها می توانند شامل تصاویر gif، png یا jpeg باشند.
برای ایجاد چنین فایل هایی به یک ویرایشگر گرافیکی نیاز است. مثلا فتوشاپ. اما من بیش از 10 سال است که با فتوشاپ آشنا هستم و با اطمینان می توانم بگویم که برای به تصویر کشیدن فرمول های شیمیایی بسیار مناسب نیست.
ویرایشگرهای مولکولی در این کار بسیار بهتر هستند. اما با تعداد زیادی فرمول که هر کدام در یک فایل جداگانه ذخیره می شوند، به راحتی می توان در آنها اشتباه گرفت.
به عنوان مثال تعداد فرمول های این مقاله برابر است با . آنها در قالب تصاویر گرافیکی (بقیه با استفاده از ابزارهای HTML) نمایش داده می شوند.
easyChem به شما امکان می دهد تمام فرمول ها را مستقیماً در یک سند HTML به صورت متن ذخیره کنید. به نظر من خیلی راحته
علاوه بر این، فرمول های ناخالص در این مقاله به صورت خودکار محاسبه می شوند. زیرا easyChem در دو مرحله کار می کند: ابتدا توضیحات متنی به یک ساختار اطلاعاتی (گراف) تبدیل می شود و سپس می توان اقدامات مختلفی را با این ساختار انجام داد. در میان آنها می توان به توابع زیر اشاره کرد: محاسبه وزن مولکولی، تبدیل به فرمول ناخالص، بررسی امکان خروجی به عنوان متن، گرافیک و رندر متن.
بنابراین، برای تهیه این مقاله، من فقط از یک ویرایشگر متن استفاده کردم. علاوه بر این، لازم نبود فکر کنم که کدام یک از فرمول ها گرافیکی و کدام متنی باشد.
در اینجا چند نمونه وجود دارد که راز آماده سازی متن مقاله را آشکار می کند: توضیحات ستون سمت چپ به طور خودکار به فرمول در ستون دوم تبدیل می شوند.
در خط اول، توضیحات فرمول منطقی بسیار شبیه به نتیجه نمایش داده شده است. تنها تفاوت این است که ضرایب عددی به صورت بین خطی خروجی می شوند.
در خط دوم، فرمول گسترش یافته به صورت سه رشته مجزا، که با یک نماد از هم جدا شده اند، ارائه می شود. من فکر می‌کنم به راحتی می‌توان فهمید که توضیحات متنی بسیار شبیه آنچه برای ترسیم یک فرمول با مداد روی کاغذ لازم است.
خط سوم استفاده از خطوط اریب را با استفاده از کاراکترهای \ و / نشان می دهد. علامت ` (backtick) به این معنی است که خط از راست به چپ (یا از پایین به بالا) کشیده شده است.
در اینجا جزئیات بسیار بیشتری وجود دارد. مستنداتدر استفاده از سیستم easyChem
در این مورد، اجازه دهید مقاله را تمام کنم و برای شما در تحصیل شیمی آرزوی موفقیت کنم.
