Словник хімічних формул. Хімічні формули речовин N2 назва

Хімічні формули – це зображення за допомогою символів.

Хімічні елементи

Хімічний знакабо хімічний символ елемент– це перша чи дві перші букви від латинської назви цього елемента.

Наприклад: Ferrum –Fe , Cuprum –Cu , Oxygenium –Oі т.д.

Таблиця 1: Інформація, що дає хімічний знак

Відомості На прикладі Cl
Назва елемента Хлор
Неметал, галоген
Один елемент 1 атом хлору
(Ar)даного елемента Ar(Cl) = 35,5
Абсолютна атомна маса хімічного елемента

m = Ar · 1,66 · 10 -24 г = Ar · 1,66 · 10 -27 кг

M (Cl) = 35,5 · 1,66 · 10 -24 = 58,9 · 10 -24 г

Назва хімічного знака здебільшого читається як назва хімічного елемента. Наприклад, К – калій, Са – кальцій, Mg – магній, Mn – марганець.

Випадки, коли назва хімічного знака читається інакше, наведено у таблиці 2:

Назва хімічного елемента Хімічний знак Назва хімічного знаку

(вимова)

Азот N Ен
Водень H Аш
Залізо Fe Феррум
Золото Au Аурум
Кисень O Про
Кремній Si Сіліціум
Мідь Cu Купрум
Олово Sn Станум
Ртуть Hg Гідраргіум
Свинець Pb Плюмбум
Сірка S Ес
Срібло Ag Аргентум
Вуглець C Це
Фосфор P Пе

Хімічні формули простих речовин

Хімічними формулами більшості простих речовин (всіх металів та багатьох неметалів) є знаки відповідних хімічних елементів.

Так речовина залізоі хімічний елемент залізопозначаються однаково - Fe .

Якщо має молекулярну структуру (є у вигляді , то його формулою є хімічний знак елемента з індексомвнизу праворуч, що вказує число атоміву молекулі: H 2, O 2, O 3, N 2, F 2, Cl 2, Br 2, P 4, S 8.

Таблиця 3: Інформація, що дає хімічний знак

Відомості На прикладі C
Назва речовини Вуглець (алмаз, графіт, графен, карбін)
Приналежність елемента до цього класу хімічних елементів Неметал
Один атом елемента 1 атом вуглецю
Відносна атомна маса (Ar)елемента, що утворює речовину Ar(C) = 12
Абсолютна атомна маса M(C) = 12 · 1,66 · 10-24 = 19,93 · 10 -24 г
Одна речовина 1 моль вуглецю, тобто. 6,02 · 10 23атомів вуглецю
M (C) = Ar (C) = 12 г/моль

Хімічні формули складних речовин

Формулу складної речовини складають шляхом запису знаків хімічних елементів, з яких ця речовина складається, із зазначенням числа атомів кожного елемента в молекулі. При цьому зазвичай хімічні елементи записують у порядку збільшення їх електронегативності відповідно до наступного практичного ряду:

Me, Si, B, Te, H, P, As, I, Se, C, S, Br, Cl, N, O, F

Наприклад, H 2 O , CaSO 4 , Al 2 O 3 , CS 2 , OF 2 , NaH.

Виняток становлять:

  • деякі сполуки азоту з воднем (наприклад, аміак NH 3 , гідразин N 2H 4 );
  • солі органічних кислот (наприклад, форміат натрію HCOONa , ацетат кальцію (CH 3COO) 2Ca) ;
  • вуглеводні ( CH 4 , C 2 H 4 , C 2 H 2 ).

Хімічні формули речовин, що існують у вигляді димерів (NO 2 , P 2O 3 , P2O5, солі одновалентної ртуті, наприклад: HgCl , HgNO 3та ін), записують у вигляді N 2 O 4 ,P 4 O 6 ,P 4 O 10 ,Hg 2 Cl 2 ,Hg 2 ( NO 3) 2 .

Число атомів хімічного елемента в молекулі та складному іоні визначається на підставі поняття валентностіабо ступеня окисленнята записується індексом внизу праворучвід символу кожного елемента (індекс 1 опускається). При цьому виходять із правила:

алгебраїчна сума ступенів окиснення всіх атомів у молекулі повинна дорівнювати нулю (молекули електронейтральні), а у складному іоні – заряду іона.

Наприклад:

2Al 3 + +3SO 4 2- =Al 2 (SO 4) 3

Цим же правилом користуються при визначенні ступеня окиснення хімічного елемента за формулою речовини чи складного. Зазвичай це елемент, що має кілька ступенів окиснення. Ступені окиснення інших елементів, що утворюють молекулу або іон повинні бути відомі.

Заряд складного іона - це алгебраїчна сума ступенів окиснення всіх атомів, що утворюють іон. Тому щодо ступеня окислення хімічного елемента у складному іоні сам іон залежить від дужки, яке заряд виноситься за дужки.

При складанні формул за валентністюречовину представляють як сполуку, що складається з двох частинок різного типу, валентності яких відомі. Далі користуються правилом:

у молекулі добуток валентності на число частинок одного типу має дорівнювати добутку валентності на число частинок іншого типу.

Наприклад:

Цифра, що стоїть перед формулою у рівнянні реакції, називається коефіцієнтом. Вона вказує або число молекул, або кількість молей речовини.

Коефіцієнт, що стоїть перед хімічним знаком, вказує число атомів даного хімічного елемента, а у випадку, коли знак є формулою простої речовини, коефіцієнт вказує або число атомів, або кількість молей цієї речовини.

Наприклад:

  • 3 Fe– три атоми заліза, 3 моль атомів заліза,
  • 2 H– два атоми водню, 2 моль атомів водню,
  • H 2- Одна молекула водню, 1 моль водню.

Хімічні формули багатьох речовин були визначені дослідним шляхом, тому їх називають «емпіричними».

Таблиця 4: Інформація, яку надає хімічна формула складної речовини

Відомості На прикладі C aCO3
Назва речовини Карбонат кальцію
Приналежність елемента до певного класу речовин Середня (нормальна) сіль
Одна молекула речовини 1 молекула карбонату кальцію
Один моль речовини 6,02 · 10 23молекул CaCO 3
Відносна молекулярна маса речовини (Мr) Мr(CaCO3) = Ar(Ca)+Ar(C)+3Ar(O)=100
Молярна маса речовини (M) М (CaCO3) = 100 г/моль
Абсолютна молекулярна маса речовини (m) M (CaCO3) = Mr (CaCO3) · 1,66 · 10 -24 г = 1,66 · 10 -22 г
Якісний склад (які хімічні елементи утворюють речовину) кальцій, вуглець, кисень
Кількісний склад речовини:
Число атомів кожного елемента в одній молекулі речовини: молекула карбонату кальцію складається з 1 атомакальцію, 1 атомавуглецю та 3 атомівкисню.
Число молей кожного елемента в 1 молі речовини: В 1 моль СаСО 3(6,02 · 10 23 молекулах) міститься 1 моль(6,02 ·10 23 атомів) кальцію, 1 моль(6,02 ·10 23 атомів) вуглецю та 3 моль(3·6,02·10 23 атомів) хімічного елемента кисню)
Масовий склад речовини:
Маса кожного елемента в 1 молі речовини: 1 моль карбонату кальцію (100г) містить хімічні елементи: 40г кальцію, 12г вуглецю, 48г кисню.
Масові частки хімічних елементів у речовині (склад речовини у відсотках за масою):

Склад карбонату кальцію за масою:

W (Ca) = (n (Ca) · Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) = (1 · 40) / 100 = 0,4 (40%)

W (C) = (n (Ca) · Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) = (1 · 12) / 100 = 0,12 (12%)

W (Про) = (n (Ca) · Ar (Ca)) / Mr (CaCO3) = (3 · 16) / 100 = 0,48 (48%)

Для речовини з іонною структурою (солі, кислоти, основи) – формула речовини дає інформацію про кількість іонів кожного виду в молекулі, їх кількість та масу іонів в 1 моль речовини:

Молекула СаСО 3складається з іону Са 2+та іона 3 2-

1 моль ( 6,02·10 23молекул) СаСО 3містить 1 моль іонів Са 2+і 1 моль іонів 3 2-;

1 моль (100г) карбонату кальцію містить 40г іонів Са 2+і 60г іонів 3 2-

Молярний обсяг речовини за нормальних умов (тільки для газів)

Графічні формули

Для отримання більш повної інформації про речовину користуються графічними формулами , які вказують порядок з'єднання атомів у молекуліі валентність кожного елемента.

Графічні формули речовин, що складаються з молекул, іноді, тією чи іншою мірою, відображають і будову (структуру) цих молекул, у цих випадках їх можна назвати структурними .

Для складання графічної (структурної) формули речовини необхідно:

  • Визначити валентність усіх хімічних елементів, що утворюють речовину.
  • Записати знаки всіх хімічних елементів, що утворюють речовину, кожен у кількості, що дорівнює кількості атомів даного елемента в молекулі.
  • Поєднати знаки хімічних елементів рисками. Кожна рисочка означає пару, що здійснює зв'язок між хімічними елементами і тому однаково належить обом елементам.
  • Число рис, що оточують знак хімічного елемента, повинно відповідати валентності цього хімічного елемента.
  • При складанні формул кисневмісних кислот та їх солей атоми водню та атоми металів зв'язуються з кислотоутворюючим елементом через атом кисню.
  • Атоми кисню з'єднують один з одним лише при складанні формул пероксидів.

Приклади графічних формул:

Оксиди- з'єднання елементів з киснем, ступінь окислення кисню в оксидах завжди дорівнює -2.

Основні оксидиутворюють типові метали зі С.О. +1, +2 (Li 2 O, MgO, СаО, CuO та ін).

Кислотні оксидиутворюють неметали зі С.О. більше +2 та метали зі С.О. від +5 до +7 (SO 2 , SeO 2 , Р 2 O 5 , As 2 O 3 , СО 2 ,SiO 2 , CrO 3 і Mn 2 O 7). Виняток: оксиди NO 2 і ClO 2 не мають відповідних кислотних гідроксидів, але їх вважають кислотними.

Амфотерні оксидиутворені амфотерними металами із С.О. +2, +3, +4 (BeO, Cr2O3, ZnO, Al2O3, GeO2, SnO2 і РЬО).

Несолетворні оксиди– оксиди неметалів із С.О.+1,+2 (З, NO, N 2 O, SiO).

Основи (основні гідроксиди ) - складні речовини, які складаються з іону металу (або іону амонію) та гідроксогрупи (-OH).

Кислотні гідроксиди (кислоти)- Складні речовини, які складаються з атомів водню та кислотного залишку.

Амфотерні гідроксидиутворені елементами з амфотерними властивостями.

Солі- Складні речовини, утворені атомами металів, з'єднаними з кислотними залишками.

Середні (нормальні) солі- Усі атоми водню в молекулах кислоти заміщені на атоми металу.

Кислі солі- Атоми водню в кислоті заміщені атомами металу частково. Вони виходять при нейтралізації основи надлишком кислоти. Щоб правильно назвати кислу сіль,необхідно до назви нормальної солі додати приставку гідро- або дигідро- залежно від числа атомів водню, що входять до складу кислої солі.

Наприклад, KHCO 3 – гідрокарбонат калію, КH 2 PO 4 – дигідроортофосфат калію

Потрібно пам'ятати, що кислі солі можуть утворювати лише дві і більше основні кислоти.

Основні солі- гідроксогрупи основи (OH-) частково заміщені кислотними залишками. Щоб назвати основну сіль,необхідно до назви нормальної солі додати приставку гідроксо- або дигідроксо- в залежності від числа ВІН - груп, що входять до складу солі.

Наприклад, (CuOH) 2 CO 3 - гідроксокарбонат міді (II).

Потрібно пам'ятати, що основні солі здатні утворювати лише підстави, що містять у своєму складі дві та більше гідроксогруп.

Подвійні солі- у їх складі присутні два різні катіони, виходять кристалізацією зі змішаного розчину солей з різними катіонами, але однаковими аніонами. Наприклад,KAl(SO 4) 2 , KNaSO 4.

Змішані солі- у їх складі присутні два різні аніони. Наприклад, Ca(OCl)Cl.

Гідратні солі (кристалогідрати) - До їх складу входять молекули кристалізаційної води. Приклад: Na 2 SO 4 ·10H 2 O.

Тривіальні назви часто вживаних неорганічних речовин:

Формула Тривіальна назва
NaCl галіт, кам'яна сіль, кухонна сіль
Na 2 SO 4 *10H 2 O глауберова сіль
NaNO 3 Натрієва, чилійська селітра
NaOH їдкий натр, каустик, каустична сода
Na 2 CO 3 *10H 2 O кристалічна сода
Na 2 CO 3 Кальцинована сода
NaHCO 3 харчова (питна) сода
K 2 CO 3 поташ
КОН їдке калі
KCl калійна сіль, сильвін
KClO 3 бертолетова сіль
KNO 3 Калійна, індійська селітра
K 3 червона кров'яна сіль
K 4 жовта кров'яна сіль
KFe 3+ берлінська блакить
KFe 2+ турнбулева синь
NH 4 Cl Нашатир
NH 3 *H 2 O нашатирний спирт, аміачна вода
(NH 4) 2 Fe(SO 4) 2 сіль Мора
СаO негашене (палена) вапно
Са(OH) 2 гашене вапно, вапняна вода, вапняне молоко, вапняне тісто
СаSO 4 *2H 2 O Гіпс
CaCO 3 мармур, вапняк, крейда, кальцит
Санро 4 × 2H 2 O Преципітат
Са(Н 2 РO 4) 2 подвійний суперфосфат
Са(Н 2 РO 4) 2 +2СаSO 4 простий суперфосфат
CaOCl 2 (Ca(OCl) 2 + CaCl 2) хлорне вапно
MgO палена магнезія
MgSO 4 *7H 2 O англійська (гірка) сіль
Al 2 O 3 корунд, боксит, глинозем, рубін, сапфір
C алмаз, графіт, сажа, вугілля, кокс
AgNO 3 ляпис
(CuОН) 2 С 3 малахіт
Cu 2 S мідний блиск, халькозин
CuSO 4 *5H 2 O мідний купорос
FeSO 4 *7H 2 O залізний купорос
FeS 2 пірит, залізний колчедан, сірчаний колчедан
FeСО 3 сидить
Fe 2 Про 3 червоний залізняк, гематит
Fe 3 Про 4 магнітний залізняк, магнетит
FeО × nH 2 Про бурий залізняк, лимоніт
H 2 SO 4 × nSO 3 олеум розчин SO 3 H 2 SO 4
N 2 O звеселяючий газ
NO 2 бурий газ, лисий хвіст
SO 3 сірчаний газ, сірчаний ангідрид
SO 2 сірчистий газ, сірчистий ангідрид
CO чадний газ
CO 2 вуглекислий газ, сухий лід, вуглекислота
SiO 2 кремнезем, кварц, річковий пісок
CO + H 2 водяний газ, синтез-газ
Pb(CH 3 COO) 2 свинцевий цукор
PbS свинцевий блиск, галеніт
ZnS цинкова обманка, сфалерит
HgCl 2 сулема
HgS кіновар

ТРИВІАЛЬНІ НАЗВИ РЕЧОВИН.Протягом багатьох століть та тисячоліть люди використовували у своїй практичній діяльності безліч найрізноманітніших речовин. Чимало їх згадано і в Біблії (це і коштовне каміння, і барвники, і різні пахощі). Звичайно, кожному з них давали назву. Звичайно, воно не мало нічого спільного із складом речовини. Іноді назва відображала зовнішній вигляд або особливу властивість, реальну чи вигадану. Типовий приклад – алмаз. По-грецьки damasma – підкорення, приборкання, damao – руйную; відповідно, adamas – незламний (цікаво, що й арабською «аль-мас» – найтвердіший, найтвердіший). У давнину цьому каменю приписували чудові властивості, наприклад, таке: якщо між молотом і ковадлом покласти кристал алмазу, то швидше вони розлетяться вщент, ніж пошкодиться «цар каміння». Насправді алмаз дуже тендітний і зовсім не витримує ударів. А ось слово "діамант" реально відображає властивість ограненого алмазу: французькою brilliant - блискучий.

Безліч назв речовин вигадали алхіміки. Деякі з них збереглися й досі. Так, назва елемента цинку (у російську мову його ввів М.В.Ломоносов) походить, ймовірно, від давньонімецького tinka - "білий"; справді, найпоширеніший препарат цинку – оксид ZnO має білий колір. У той же час алхіміки вигадали безліч найфантастичніших назв – частково через свої філософські погляди, частково – щоб засекретити результати своїх досвідів. Наприклад, той же оксид цинку вони називали «філософською вовною» (цю речовину алхіміки отримували у вигляді пухкого порошку). Інші назви ґрунтувалися на способах одержання речовини. Наприклад, метиловий спирт називали деревним спиртом, а ацетат кальцію - "пригоріло-деревної сіллю" (при отриманні обох речовин використовували суху перегонку деревини, що, звичайно, призводило до її обвуглювання - "пригорання"). Дуже часто одна й та сама речовина отримувала кілька назв. Наприклад, навіть до кінця 18 ст. для сульфату міді існувало чотири назви, для карбонату міді десять, для вуглекислого газу дванадцять!

Неоднозначним був і опис хімічних процедур. Так, у роботах М.В.Ломоносова можна зустріти згадку про «розпущене покидьок», що може збентежити сучасного читача (хоча в куховарських книгах часом трапляються рецепти, за якими треба «розпустити кілограм цукру в літрі води», а «подонок» означає просто "осад").

Нині назви речовин регламентуються правилами хімічної номенклатури (від латинського nomenclatura – розпис імен). У хімії номенклатурою називають систему правил, користуючись якими, кожній речовині можна дати «ім'я» і, навпаки, знаючи «ім'я» речовини, записати її хімічну формулу. Розробити єдину, однозначну, просту та зручну номенклатуру – справа непроста: досить сказати, що й сьогодні серед хіміків немає щодо цього повної єдності. Питаннями номенклатури займається спеціальна комісія Міжнародної спілки теоретичної та прикладної хімії – ІЮПАК (за початковими літерами англійської назви International Union of Pure and Applied Chemistry). А національні комісії розробляють правила застосування рекомендацій ІЮПАК до своєї країни. Так, у російській мові старовинний термін «окис» був замінений на міжнародний «оксид», що відбилося і в шкільних підручниках.

З розробкою системи національних назв хімічних сполук пов'язані й анекдотичні історії. Наприклад, в 1870 комісія з хімічної номенклатури Російського фізико-хімічного товариства обговорювала пропозицію одного хіміка називати сполуки за тим самим принципом, за яким у російській мові будуються імена, по батькові та прізвища. Наприклад: Калій Хлорович (KCl), Калій Хлорович Трикіслов (KClO 3), Хлор Водородович (HCl), Водень Кислородович (Н2О). Після довгих дебатів комісія ухвалила: відкласти обговорення цього питання до січня, не вказавши при цьому – якого року. З того часу комісія до цього питання більше не поверталася.

Сучасній хімічній номенклатурі понад два століття. У 1787 знаменитий французький хімік Антуан Лоран Лавуазьє представив Академії наук у Парижі результати роботи очолюваної ним комісії зі створення нової хімічної номенклатури. Відповідно до пропозицій комісії, нові назви були надані хімічним елементам, а також складним речовинам з урахуванням їх складу. Назви елементів підбиралися так, щоб вони відображали особливості їх хімічних властивостей. Так, елемент, який раніше Прістлі називав «дефлогістованим повітрям», Шееле – «вогненним повітрям», а сам Лавуазьє – «життєвим повітрям», за новою номенклатурою отримав назву кисню (тоді вважали, що до складу кислот обов'язково входить цей елемент). Кислоти отримали назву відповідних елементів; в результаті «селитрана димиста кислота» перетворилася на азотну, а «купоросну олію» на сірчану кислоту. Для позначення солей стали використовувати назви кислот та відповідних металів (або амонію).

Прийняття нової хімічної номенклатури дозволило систематизувати великий фактичний матеріал, що надзвичайно полегшило вивчення хімії. Незважаючи на всі зміни, основні принципи, закладені Лавуазьє, збереглися до наших днів. Тим не менш і серед хіміків, і особливо серед непрофесіоналів збереглося безліч так званих тривіальних (від лат. Trivialis - звичайний) назв, які іноді вживаються невірно. Наприклад, людині, яка погано відчула себе, пропонують «понюхати нашатиря». Для хіміка це – нонсенс, оскільки нашатир (хлорид амонію) – сіль без запаху. В даному випадку нашатир переплутаний із нашатирним спиртом, який справді має різкий запах і збуджує дихальний центр.

Масу тривіальних назв хімічних сполук досі використовують художники, технологи, будівельники (охра, мумія, сурик, кіновар, ковт, пушонка тощо). Ще більше тривіальних назв серед лікарських засобів. У довідниках можна зустріти до десятка і більше різних синонімів для того самого препарату, що пов'язано в основному з фірмовими назвами, прийнятими в різних країнах (наприклад, вітчизняний пірацетам та імпортний ноотропіл, угорський седуксен і польський реланіум тощо).

Хіміки теж часто користуються тривіальними назвами речовин, іноді досить цікавих. Наприклад, 1,2,4,5-тетраметилбензол має тривіальну назву "дурол", а 1,2,3,5-тетраметилбензол - "ізодурол". Тривіальна назва набагато зручніша, якщо для всіх очевидно, про що йдеться. Наприклад, навіть хімік ніколи не назве звичайний цукор «альфа-D-глюкопіранозіл-бета-D-фруктофуранозідом», а використовує тривіальну назву цієї речовини – сахароза. І навіть у неорганічній хімії систематична, строго за номенклатурою, назва багатьох сполук може бути громіздкою і незручною, наприклад: Про 2 – дикисень, Про 3 – трикисень, Р 4 Про 10 – декаоксид тетрафосфору, Н 3 РО 4 – тетраоксофосфат(V) , SO 3 – триоксосульфат барію, Cs 2 Fe(SO 4) 2 – тетраоксосульфат(VI) ​​заліза(II)-дицезію і т.д. І хоча систематична назва повністю відбиває склад речовини, практично користуються тривіальними назвами: озон, фосфорна кислота тощо.

Серед хіміків поширені також назви багатьох сполук, особливо комплексних солей, таких як сіль Цейзе K.H 2 O – на ім'я датського хіміка Вільяма Цейзе. Такі короткі назви дуже зручні. Наприклад, замість "нітрозодісульфонат калію" хімік скаже "сіль Фремі", замість "кристаллогідрат подвійного сульфату амонію-заліза(II)" - сіль Мора і т.д.

У таблиці наведено найпоширеніші тривіальні (побутові) назви деяких хімічних сполук, за винятком вузькоспеціальних, застарілих, медичних термінів та назв мінералів, а також їх традиційні хімічні назви.

Таблиця 1. ТРИВІАЛЬНІ (ПОБУТОВІ) НАЗВИ ДЕЯКИХ ХІМІЧНИХ СПОЛУК
Тривіальна назва Хімічна назва Формула
Алебастр Гідрат сульфату кальцію (2/1) 2CaSO 4 . H 2 O
Ангідрит Сульфат кальцію CaSO 4
Ауріпігмент Сульфід миш'яку As 2 S 3
Білила свинцеві Основний карбонат свинцю 2PbCO 3 . Pb(OH) 2
Білила титанові Оксид титану(IV) TiO 2
Білила цинкові Оксид цинку ZnO
Берлінська блакить Гексаціаноферрат(II) заліза(III)-калію KFe
Бертолетова сіль Хлорат калію KClO 3
Болотяний газ Метан СН 4
Бура Тетрагідрат тетраборату натрію Na 2 B 4 O 7 . 10H 2 O
Звеселяючий газ Оксид азоту(I) N 2 O
Гіпосульфіт (фото) Пентагідрат тіосульфату натрію Na 2 S 2 O 3 . 5Н 2 Про
Глауберова сіль Декагідрат сульфату натрію Na 2 SO 4 . 10H 2 O
Глот свинцевий Оксид свинцю (ІІ) PbO
Глинозем Оксид алюмінію Al 2 O 3
Гірка сіль Гептагідрат сульфату магнію MgSO 4 . 7H 2 O
Їдкий натр (каустик) Гідроксид натрію NaOH
Їдке калі Гідроксид калію КОН
Жовта кров'яна сіль Тригідрат гексаціаноферату(III) калію K 4 Fe(CN) 6 . 3H 2 O
Жовтий кадмій Сульфід кадмію CdS
Палена магнезія Оксид магнію MgO
Вапно гашене (пушонка) Гідроксид кальцію Са(ОН) 2
Вапно палене (негашене, кип'ятка) Оксид кальцію СаО
Каломель Хлорид ртуті(I) Hg 2 Cl 2
Карборунд Карбід кремнію SiC
Гали Додекагідрати подвійних сульфатів 3- та 1-валентних металів або амонію (наприклад, алюмокалієві галун) M I M III (SO 4) 2 . 12H 2 O (MI - катіони Na, K, Rb, Cs, Tl, NH 4 ; M III - катіони Al, Ga, In, Tl, Ti, V, Cr, Fe, Co, Mn, Rh, Ir)
Кіновар Сульфід ртуті HgS
Червона кров'яна сіль Гексаціаноферрат(II) калію K 3 Fe(CN) 6
Кремнезем Оксид кремнію SiO 2
Купоросна олія (акумуляторна кислота) Сірчана кислота H 2 SО4
Купороси Кристалогідрати сульфатів ряду двовалентних металів M II SO 4 . 7H 2 O (M II - катіони Fe, Co, Ni, Zn, Mn)
Ляпіс Нітрат срібла AgNO 3
Сечовина Карбамід CO(NH 2) 2
Нашатирний спирт Водний розчин аміаку NH 3 . x H 2 O
Нашатир Хлорид амонію NH 4 Cl
Олеум Розчин оксиду сірки(III) у сірчаній кислоті H 2 SO 4 . x SO 3
Пергідроль 30%-ний водний розчин пероксиду водню Н 2 Про 2
Плавікова кислота Водний розчин фтороводню HF
Поварена (кам'яна) сіль Хлорид натрію NaCl
Поташ Карбонат калію До 2 3
Розчинне скло Нонагідрат силікату натрію Na 2 SiO 3 . 9H 2 O
Свинцевий цукор Тригідрат ацетату свинцю Pb(CH 3 COO) 2 . 3H 2 O
Сегнетова (сеньєтова) сіль Тетрагідрат тартрату калію-натрію KNaC 4 H 4 O 6 . 4H 2 O
Селітра аміачна Нітрат амонію NH 4 NO 3
Селітра калієва (індійська) Нітрат калію KNO 3
Селітра норвезька Нітрат кальцію Ca(NO 3) 2
Селітра чилійська Нітрат натрію NaNO 3
Сірчана печінка Полісульфіди натрію Na 2 S x
Сірчистий газ Оксид сірки(IV) SO 2
Сірчаний ангідрид Оксид сірки(VI) SO 3
Сірчаний колір Тонкий порошок сірки S
Силікагель Висушений гель кремнієвої кислоти SiO 2 . x H 2 O
Синильна кислота Ціановодень HCN
Сода кальцинована Карбонат натрію Na 2 CO 3
Сода каустична.
Сода питна Гідрокарбонат натрію NaHCO 3
Станіоль Олов'яна фольга Sn
Сулема Хлорид ртуті(II) HgCl 2
Суперфосфат подвійний Гідрат дигідрофосфату кальцію Са(Н 2 РВ 4) 2 . Н 2 Про
Суперфосфат простий Те ж у суміші з СаSO 4
Сусальне золото Сульфід олова(IV) або золота фольга SnS 2 , Au
Сурик свинцевий Оксид свинцю (IV) - дисвінцю (II) Pb 3 O 4 (Pb 2 II Pb IV O 4)
Сурик залізний Оксид діжелеза(III)-заліза(II) Fe 3 O 4 (Fe II Fe 2 III)O 4
Сухий лід Твердий оксид вуглецю(IV) CO 2
Хлорне вапно Змішаний хлорид-гіпохлорит кальцію Ca(OCl)Cl
Чадний газ Оксид вуглецю(II) СО
Вуглекислий газ Оксид вуглецю(IV) СО 2
Фосген Карбонілдихлорид COCl 2
Хромова зелень Оксид хрому(III) Cr 2 O 3
Хромпік (калієвий) Дихромат калію K 2 Cr 2 O 7
Яр-мідянка Основний ацетат міді Cu(OH) 2 . x Cu(CH 3 COO) 2

Ілля Леєнсон

Ну і щоб завершити знайомство зі спиртами, наведу формулу іншої відомої речовини - холестерину. Не всі знають, що він є одноатомним спиртом!

|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #a_(A-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\

Гідроксильну групу в ньому я позначив червоним кольором.

Карбонові кислоти

Будь-який винороб знає, що вино має зберігатись без доступу повітря. Інакше воно скисне. Але хіміки знають причину – якщо до спирту приєднати ще один атом кисню, то вийде кислота.
Подивимося на формули кислот, які виходять із вже знайомих нам спиртів:
Речовина Скелетна формула Брутто-формула
Метанова кислота
(мурашина кислота)
H/C`|O|\OH HCOOH O//\OH
Етанова кислота
(оцтова кислота)
H-C-C\O-H; H|#C|H CH3-COOH /`|O|\OH
Пропанова кислота
(метилоцтова кислота)
H-C-C-C\O-H; H|#2|H; H|#3|H CH3-CH2-COOH \/`|O|\OH
Бутанова кислота
(олійна кислота)
H-C-C-C-C\O-H; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H CH3-CH2-CH2-COOH /\/`|O|\OH
Узагальнена формула (R)-C\O-H (R)-COOH або (R)-CO2H (R)/`|O|\OH

Відмінною особливістю органічних кислот є наявність карбоксильної групи (COOH), яка і надає таким речовин кислотні властивості.

Всі, хто пробував оцет, знають, що він дуже кислий. Причиною цього є наявність у ньому оцтової кислоти. Зазвичай столовий оцет містить від 3 до 15% оцтової кислоти, а інше (здебільшого) - вода. Вживання оцтової кислоти в нерозбавленому вигляді становить небезпеку для життя.

Карбонові кислоти можуть мати декілька карбоксильних груп. У цьому випадку вони називаються: двоосновна, триосновнаі т.д...

У харчових продуктах міститься багато інших органічних кислот. Ось тільки деякі з них:

Назва цих кислот відповідає тим харчовим продуктам, у яких вони містяться. До речі, зверніть увагу, що тут зустрічаються кислоти, що мають гідроксильну групу, характерну для спиртів. Такі речовини називаються оксикарбоновими кислотами(або оксикислотами).
Внизу під кожною з кислот підписано уточнювальну назву тієї групи органічних речовин, до якої вона відноситься.

Радикали

Радикали - це ще одне поняття, яке вплинуло на хімічні формули. Саме слово, напевно, всім відомо, але в хімії радикали не мають нічого спільного з політиками, бунтівниками та іншими громадянами з активною позицією.
Тут це лише фрагменти молекул. І зараз ми розберемося, в чому їхня особливість і познайомимося з новим способом запису хімічних формул.

Вище за текстом кілька разів згадувалися узагальнені формули: спирти - (R)-OH і карбонові кислоти - (R)-COOH . Нагадаю, що -OH та -COOH - це функціональні групи. А ось R – це і є радикал. Не дарма він зображується у вигляді букви R.

Якщо виражатися більш точно, то одновалентним радикалом називається частина молекули, позбавлена ​​одного атома водню. Ну а якщо відібрати два атоми водню, то вийде двовалентний радикал.

Радикали у хімії отримали власні назви. Деякі з них отримали навіть латинські позначення, схожі на позначення елементів. І крім того, іноді у формулах радикали можуть бути вказані в скороченому вигляді, що більше нагадує брутто-формули.
Усе це демонструється у таблиці.

Назва Структурна формула Позначення Коротка формула Приклад спирту
Мітил CH3-() Me CH3 (Me)-OH CH3OH
Етил CH3-CH2-() Et C2H5 (Et)-OH C2H5OH
Пропив CH3-CH2-CH2-() Pr C3H7 (Pr)-OH C3H7OH
Ізопропіл H3C\CH(*`/H3C*)-() i-Pr C3H7 (i-Pr)-OH (CH3)2CHOH
Феніл `/`=`\//-\\-{} Ph C6H5 (Ph)-OH C6H5OH

Думаю, тут все зрозуміло. Хочу лише звернути увагу на колонку, де наводяться приклади спиртів. Деякі радикали записуються у вигляді, що нагадує брутто-формулу, але функціональна група записується окремо. Наприклад, CH3-CH2-OH перетворюється на C2H5OH .
А для розгалужених ланцюжків на зразок ізопропілу застосовуються конструкції з дужками.

Існує ще таке явище, як вільні радикали. Це радикали, які з якихось причин відокремилися від функціональних груп. У цьому порушується одне з тих правил, з яких розпочали вивчення формул: число хімічних зв'язків не відповідає валентності однієї з атомів. Ну чи можна сказати, що один із зв'язків стає незакритим з одного кінця. Зазвичай вільні радикали живуть короткий час, адже молекули прагнуть повернутися до стабільного стану.

Ознайомлення з азотом. Аміни

Пропоную познайомитись із ще одним елементом, який входить до складу багатьох органічних сполук. Це азот.
Він позначається латинською літерою Nі має валентність, що дорівнює трьом.

Подивимося, які речовини виходять, якщо до знайомих нам вуглеводнів приєднати азот:

Речовина Розгорнута структурна формула Спрощена структурна формула Скелетна формула Брутто-формула
Амінометан
(метиламін)
H-C-N\H;H|#C|H CH3-NH2 \NH2
Аміноетан
(етиламін)
H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H CH3-CH2-NH2 /\NH2
Диметиламін H-C-N<`|H>-C-H; H|#-3|H; H|#2|H $L(1.3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3 /N<_(y-.5)H>\
Амінобензол
(Анілін)
H\N|C\C|C<\H>`//C<|H>`\C<`/H>`||C<`\H>/ NH2|C\CH|CH`//C<_(y.5)H>`\HC`||HC/ NH2|\|`/`\`|/_o
Триетиламін $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<`|/>\|

Як Ви вже напевно здогадалися з назв, всі ці речовини поєднуються під загальною назвою аміни. Функціональна група ()-NH2 називається аміногрупою. Ось кілька узагальнюючих формул амінів:

Загалом ніяких особливих нововведень тут немає. Якщо ці формули Вам зрозумілі, можете сміливо займатися подальшим вивченням органічної хімії, використовуючи який-небудь підручник або інтернет.
Але мені хотілося б ще розповісти про формули в неорганічній хімії. Ви переконаєтеся, як їх легко зрозуміти після вивчення будови органічних молекул.

Раціональні формули

Не слід робити висновок, що неорганічна хімія простіше, ніж органічна. Звичайно, неорганічні молекули зазвичай виглядають набагато простіше, тому що вони не схильні до утворення таких складних структур як вуглеводні. Але доводиться вивчати більше сотні елементів, що входять до складу таблиці Менделєєва. А ці елементи мають схильність поєднуватися за хімічними властивостями, але з численними винятками.

Так от, нічого цього я не розповідатиму. Тема моєї статті – хімічні формули. А з ними якраз усе відносно просто.
Найчастіше в неорганічній хімії використовуються раціональні формули. І ми зараз розберемося, чим вони відрізняються від уже знайомих нам.

Для початку познайомимося з ще одним елементом - кальцієм. Це також дуже поширений елемент.
Позначається він Caі має валентність, що дорівнює двом. Подивимося, які сполуки він утворює з відомими нам вуглецем, киснем та воднем.

Речовина Структурна формула Раціональна формула Брутто-формула
Оксид кальцію Ca=O CaO
Гідроксид кальцію H-O-Ca-O-H Ca(OH)2
Карбонат кальцію $slope(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1 CaCO3
Гідрокарбонат кальцію HO/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH Ca(HCO3)2
Вугільна кислота H|O\C|O`|/O`|H H2CO3

При першому погляді можна помітити, що раціональна формула є чимось середнім між структурною та брутто-формулою. Але поки що не дуже зрозуміло, як вони виходять. Щоб зрозуміти зміст цих формул, слід розглянути хімічні реакції, у яких беруть участь речовини.

Кальцій у чистому вигляді – це м'який білий метал. У природі не зустрічається. Але його можна купити в магазині хімреактивів. Він зазвичай зберігається у спеціальних баночках без доступу повітря. Тому що на повітрі він вступає у реакцію із киснем. Власне тому він і не зустрічається в природі.
Отже, реакція кальцію з киснем:

2Ca + O2 -> 2CaO

Цифра 2 перед формулою речовини означає, що реакції беруть участь 2 молекули.
З кальцію та кисню виходить оксид кальцію. Ця речовина теж не зустрічається в природі, тому що він вступає в реакцію з водою:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

Виходить гідроксид кальцію. Якщо придивитися до його структурної формули (у попередній таблиці), то видно, що вона утворена одним атомом кальцію та двома гідроксильними групами, з якими ми вже знайомі.
Такими є закони хімії: якщо гідроксильна група приєднується до органічної речовини, виходить спирт, а якщо до металу - то гідроксид.

Але й гідроксид кальцію не зустрічається у природі через наявність у повітрі вуглекислого газу. Думаю, що всі чули про цей газ. Він утворюється при диханні людей і тварин, згорянні вугілля та нафтопродуктів, при пожежах та виверженнях вулканів. Тому він завжди присутній у повітрі. Але ще він досить добре розчиняється у воді, утворюючи вугільну кислоту:

CO2 + H2O<=>H2CO3

Знак<=>говорить про те, що реакція може проходити в обидві сторони за однакових умов.

Таким чином, гідроксид кальцію, розчинений у воді, вступає в реакцію з вугільною кислотою і перетворюється на малорозчинний карбонат кальцію:

Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O

Стрілка вниз означає, що в результаті реакції речовина випадає в осад.
При подальшому контакті карбонату кальцію з вуглекислим газом у присутності води відбувається оборотна реакція утворення кислої солі - гідрокарбонату кальцію, який добре розчинний у воді

CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HCO3)2

Цей процес впливає жорсткість води. При підвищенні температури гідрокарбонат обернено перетворюється на карбонат. Тому в регіонах із жорсткою водою у чайниках утворюється накип.

З карбонату кальцію значною мірою складаються крейда, вапняк, мармур, туф та багато інших мінералів. Також він входить до складу коралів, раковин молюсків, кісток тварин тощо.
Але якщо карбонат кальцію розжарити на дуже сильному вогні, то він перетвориться на оксид кальцію та вуглекислий газ.

Ця невелика розповідь про кругообіг кальцію в природі має пояснити, для чого потрібні раціональні формули. Так ось, раціональні формули записуються так, щоб було видно функціональні групи. У нашому випадку це:

З іншого боку, окремі елементи - Ca, H, O(в оксидах) - теж є самостійними групами.

Іони

Думаю, що настав час знайомитися з іонами. Це слово, напевно, всім знайоме. А після вивчення функціональних груп нам нічого не варто розібратися, що ж являють собою ці іони.

Загалом, природа хімічних зв'язків зазвичай у тому, що одні елементи віддають електрони, інші вони отримують. Електрони – це частинки з негативним зарядом. Елемент із повним набором електронів має нульовий заряд. Якщо він віддав електрон, його заряд стає позитивним, і якщо прийняв - то заперечним. Наприклад, водень має лише один електрон, який він досить легко віддає, перетворюючись на позитивний іон. Для цього існує спеціальний запис у хімічних формулах:

H2O<=>H^+ + OH^-

Тут ми бачимо, що в результаті електролітичної дисоціаціївода розпадається на позитивно заряджений іон водню та негативно заряджену групу OH. Іон OH^- називається гідроксид-іон. Не слід плутати його з гідроксильною групою, яка є не іоном, а частиною якоїсь молекули. Знак + або – у верхньому правому кутку демонструє заряд іона.
А ось вугільна кислота ніколи не існує у вигляді самостійної речовини. Фактично, вона є сумішшю іонів водню та карбонат-іонів (або гідрокарбонат-іонів):

H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-

Карбонат-іон має заряд 2-. Це означає, що до нього приєдналися два електрони.

Негативно заряджені іони називаються аніони. Зазвичай до них належать кислотні залишки.
Позитивно заряджені іони - катіони. Найчастіше це водень та метали.

І ось тут, напевно, можна повністю зрозуміти зміст раціональних формул. У них спочатку записується катіон, а за ним – аніон. Навіть якщо формула не містить жодних зарядів.

Ви, напевно, вже здогадуєтеся, що іони можна описувати не лише раціональними формулами. Ось скелетна формула гідрокарбонат-аніону:

Тут заряд вказаний безпосередньо біля атома кисню, який отримав зайвий електрон, і тому втратив одну рису. Простіше кажучи, кожен зайвий електрон зменшує кількість хімічних зв'язків, що зображуються у структурній формулі. З іншого боку, якщо у якогось вузла структурної формули стоїть знак +, то він з'являється додаткова паличка. Як завжди, подібний факт слід продемонструвати на прикладі. Але серед знайомих нам речовин не зустрічається жодного катіону, який складався б із кількох атомів.
А такою речовиною є аміак. Його водний розчин часто називається нашатирний спиртта входить до складу будь-якої аптечки. Аміак є сполукою водню та азоту і має раціональну формулу NH3. Розглянемо хімічну реакцію, яка відбувається при розчиненні аміаку у воді:

NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-

Те саме, але з використанням структурних формул:

H|N<`/H>\H + H-O-H<=>H|N^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-#-H

У правій частині ми бачимо два іони. Вони утворилися через те, що один атом водню перемістився з молекули води в молекулу аміаку. Але це атом перемістився без свого електрона. Аніон нам уже знайомий – це гідроксид-іон. А катіон називається амоній. Він виявляє властивості, схожі на метали. Наприклад, може об'єднатися з кислотним залишком. Речовина, утворена сполукою амонію з карбонат-аніоном називається карбонат амонію: (NH4)2CO3.
Ось рівняння реакції взаємодії амонію з карбонат-аніоном, записане у вигляді структурних формул:

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

Але у такому вигляді рівняння реакції дано у демонстраційних цілях. Зазвичай рівняння використовують раціональні формули:

2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3

Система Хілла

Отже, можна вважати, що ми вже вивчили структурні та раціональні формули. Але є ще одне питання, яке варто розглянути докладніше. Чим же все ж таки відрізняються брутто-формули від раціональних?
Ми знаємо, чому раціональна формула вугільної кислоти записується H2CO3, а не якось інакше. (Спочатку йдуть два катіони водню, а за ними карбонат-аніон). Але чому брутто-формула записується CH2O3?

В принципі, раціональна формула вугільної кислоти цілком може вважатися справжньою формулою, адже в ній немає елементів, що повторюються. На відміну від NH4OH або Ca(OH)2.
Але до брутто-формулам дуже часто застосовується додаткове правило, що визначає порядок прямування елементів. Правило досить просте: спочатку встановлюється вуглець, потім водень, а далі інші елементи в алфавітному порядку.
Ось і виходить CH2O3 – вуглець, водень, кисень. Це називається системою Хілла. Вона використовується практично у всіх хімічних довідниках. І у цій статті теж.

Трохи про систему easyChem

Замість укладання мені хотілося б розповісти про систему easyChem. Вона розроблена для того, щоб усі формули, які ми тут обговорювали, можна було легко вставити в текст. Власне, усі формули в цій статті намальовані за допомогою easyChem.

Навіщо взагалі потрібна якась система для виведення формул? Справа в тому, що стандартний спосіб відображення інформації в інтернет-браузерах - це мова гіпертекстової розмітки (HTML). Він спрямований на обробку текстової інформації.

Раціональні та брутто-формули цілком можна зобразити за допомогою тексту. Навіть деякі спрощені структурні формули можуть бути записані текстом, наприклад спирт CH3-CH2-OH . Хоча для цього довелося б у HTML використовувати такий запис: CH 3-CH 2-OH.
Це, звичайно, створює деякі труднощі, але з ними можна змиритися. Але як зобразити структурну формулу? В принципі, можна використовувати моноширинний шрифт:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Виглядає звичайно не дуже красиво, але теж можна здійснити.

Дана проблема виникає при спробі зобразити бензольні кільця та при використанні скелетних формул. Тут немає іншого шляху, крім підключення растрового зображення. Растри зберігаються в окремих файлах. Браузери можуть підключати зображення у форматі gif, png або jpeg.
Для створення таких файлів потрібний графічний редактор. Наприклад, Фотошоп. Але я більше 10 років знайомий із Фотошопом і можу сказати точно, що він дуже погано підходить для зображення хімічних формул.
Набагато краще з цим завданням справляються молекулярні редактори. Але при великій кількості формул, кожна з яких зберігається в окремому файлі, досить легко заплутатися в них.
Наприклад, число формул у цій статті дорівнює . З них виведені у вигляді графічних зображень (інші за допомогою засобів HTML).

Система easyChem дозволяє зберігати всі формули прямо в HTML-документі у текстовому вигляді. На мою думку, це дуже зручно.
Крім того, брутто-формули у цій статті обчислюються автоматично. Тому що easyChem працює в два етапи: спочатку текстовий опис перетворюється на інформаційну структуру (граф), а потім із цією структурою можна виконувати різні дії. Серед них можна відзначити такі функції: обчислення молекулярної маси, перетворення на брутто-формулу, перевірка на можливість виведення у вигляді тексту, графічне та текстове відмальовування.

Таким чином, для підготовки цієї статті я скористався лише текстовим редактором. Причому мені не довелося думати, яка з формул буде графічною, а яка - текстовою.

Ось кілька прикладів, що розкривають секрет підготовки тексту статті: Описи з лівого стовпця автоматично перетворюються на формули у другому стовпці.
У першому рядку опис раціональної формули дуже схоже на результат, що відображається. Різниця лише тому, що числові коефіцієнти виводяться підрядковим.
У другому рядку розгорнута формула задана у вигляді трьох окремих ланцюжків, розділених символом; Я думаю, неважко помітити, що текстовий опис багато в чому нагадує ті дії, які були б потрібні для зображення формули олівцем на папері.
У третьому рядку демонструється використання похилих ліній за допомогою символів \/. Значок (зворотний апостроф) означає, що лінія проводиться праворуч наліво (або знизу вгору).

Тут є набагато докладніше документаціяз використання системи easyChem.

На цьому дозвольте закінчити статтю та побажати успіхів у вивченні хімії.

Короткий тлумачний словник використаних у статті термінів

Вуглеводні Речовини, що складаються з вуглецю та водню. Відрізняються одна від одної структурою молекул. Структурні формули схематичні зображення молекул, де атоми позначаються латинськими літерами, а хімічні зв'язки - рисками. Структурні формули бувають розгорнутими, спрощеними та скелетними. Розгорнуті структурні формули – такі структурні формули, де кожен атом представлений у вигляді окремого вузла. Спрощені структурні формули - такі структурні формули, де атоми водню записані поруч із тим елементом, з яким пов'язані. А якщо до одного атома кріпиться більше одного водню, кількість записується у вигляді числа. Так само можна сказати, що як вузли у спрощених формулах виступають групи. Скелетні формули - структурні формули, де атоми вуглецю зображуються як порожніх вузлів. Число атомів водню, пов'язаних з кожним атомом вуглецю, дорівнює 4 мінус число зв'язків, які сходяться у вузлі. Для вузлів, утворених не вуглецем, застосовуються правила спрощених формул. Брутто-формула (вона ж істинна формула) - список всіх хімічних елементів, які входять до складу молекули, із зазначенням кількості атомів у вигляді числа (якщо атом один, то одиниця не пишеться) Система Хілла - правило, що визначає порядок проходження атомів у брутто- Формула: першим ставиться вуглець, потім водень, а далі інші елементи в алфавітному порядку. Це ж система використовується дуже часто. І всі брутто-формули у цій статті записані за системою Хілла. Функціональні групи Стійкі поєднання атомів, що зберігаються у процесі хімічних реакцій. Часто функціональні групи мають власні назви, впливають на хімічні властивості та наукову назву речовини
  • Розділи сайту