Ķīmiskā formula: definīcija, uzbūve un piemēri
Ķīmiskā formula: definīcija, uzbūve un piemēri — skaidrojums ar ilustratīviem piemēriem (H2O, CH4, C6H12O6), rakstīšanas noteikumi un lietojums reakcijās.
Ķīmiskā formula ir veids, kā ķīmiķi apraksta molekulu. Formulā ir norādīts, kādi atomi un cik daudz katra veida atomu ir molekulā. Dažreiz formulā ir norādīts, kā atomi ir saistīti, un dažreiz formulā ir norādīts, kā atomi ir izvietoti telpā.
Burts norāda, kāds ķīmiskais elements ir katrs atoms. Apakšindekss norāda katra atoma veida skaitu. Piemēram, ūdeņraža peroksīda formula ir H2 O2 . Metānam ir viens oglekļa (C) atoms un četri ūdeņraža atomi; ķīmiskā formula ir CH4 . Cukura molekulā glikozei ir seši oglekļa atomi, divpadsmit ūdeņraža atomi un seši skābekļa atomi, tāpēc tās ķīmiskā formula ir C 6H 12O 6.
Ķīmiskās formulas tiek izmantotas ķīmiskajos vienādojumos, lai aprakstītu ķīmiskās reakcijas.
Šo ķīmisko formulu rakstīšanas sistēmu izstrādāja 19. gadsimta zviedru ķīmiķis Jonss Jēkabs Bērzeliuss.
Ko attēlo ķīmiskā formula?
Ķīmiskā formula sniedz vienkāršu raksturojumu par savienojuma ķīmisko sastāvu. No tās var uzzināt:
- Elemntu sastāvu: kuri elementi un cik katra veida atomi atrodas molekulā (piem., C6H12O6).
- Stöhiometriju: attiecības starp atomiem reakcionējošās vielās un produktos, kas svarīgi ķīmisko vienādojumu līdzsvarošana.
- Jonu lādiņus un grupas: jonu savienojumos parasti tiek norādīts lādiņš, piemēram Na+ vai SO42−.
- Saistību grupa vai struktūra: daļēji atklāt ar strukturālām formulām vai ariekavām, piemēram (NH4)2SO4.
Formulu veidi
- Molekulārā formula — rāda faktisko atomu skaitu molekulā (piem., H2O, CO2, C6H12O6).
- Empīriskā (relatīvā) formula — vienkāršākais attiecību attēlojums starp elementiem (piem., glikozes empīriskā formula ir CH2O).
- Strukturālā formula — parāda atomu savienojumu secību un saišu tipa, bieži izmantojot līnijas, bultas vai kondensētu syntaksi (piem., CH3CH2OH vietā C2H5OH).
- Condensed (kondensētā) formula — kompaktāks strukturālās informācijas veids (piem., CH3CHClCH3).
- Jonu un formula vienības — jonu savienojumiem norāda katru jonu un to attiecības (piem., NaCl, CaCO3).
- Izotopu notācija — norāda konkrētā izotopa masas skaitli, piemēram 14C vai 2H (D).
Simboli un rakstības noteikumi
- Elementu simboli — katram elementam ir viena vai divu burtu simbols (C, O, Na, Cl).
- Apakšindekss (subscript) — norāda atomu skaitu konkrētajā molekulā, piemēram H2, O2.
- Priekšā esošie koeficienti — norāda molekulu skaitu vienā reakcijā: 2 H2 + O2 → 2 H2O.
- Iekavas — lieto, ja vienā grupā ir vairāki atomu komplekti, piemēram (NH4)2SO4.
- Superskripts — jonos norāda lādiņus, piemēram Ca2+, Cl− vai SO42−.
- Stāvokļa simboli — reakciju vienādojumos bieži pievieno (s), (l), (g), (aq) — cietā, šķidrā, gāzveida, šķīdumā.
Praktiski piemēri
- Ūdens: H2O — viens skābekļa atoms un divi ūdeņraža atomi.
- Ūdeņraža peroksīds: H2O2 — uzrāda divas OH vienības, molekulā divi O un divi H.
- Metāns: CH4 — viens C un četri H.
- Nātrija hlorīds: NaCl — joniska formula, viena Na+ un viena Cl−.
- Ammonija sulfāts: (NH4)2SO4 — piemērs, kur jālieto iekavas un apakšindekss.
- Reakciju piemērs: 2 H2 + O2 → 2 H2O — rāda stoihiometriju.
Strukturāla informācija un stereoķīmija
Dažas formulas tikai norāda sastāvu, bet nevar atšķirt izomērus (vielas ar vienādu molekulāro formulu, bet atšķirīgu struktūru). Lai to parādītu, izmanto:
- Strukturālās formulas, kas rāda saites starp atomiem.
- Lewis struktūras, kas parāda valentielektronu pārus.
- Stereokīmiskās notācijas (wedges/dashes, E/Z, R/S), lai norādītu telpisko atomu izvietojumu un konfigurāciju.
Kā formulas izmanto ķīmijā
- Stöhiometrijas aprēķini: no formulām var aprēķināt molu attiecības un vielas daudzumus reakcijās.
- Molarā masa: summējot atomu relatīvās masas pēc formulām, nosaka viena mols vielas masu (g/mol).
- Reakciju raksturošana: formulas tiek lietotas ķīmiskajos vienādojumos, lai parādītu reaģentu un produktu sastāvu.
Biežas kļūdas un padomi
- Atcerieties, ka apakšindeksi attiecas tikai uz tieši pirms tiem esošajiem elementiem vai grupām: H2O nozīmē divus H uz katru O.
- Neaizmirstiet par koeficientiem reakcijās — tie norāda molekulu skaitu, nevis atomu skaitu molekulā.
- Lai noteiktu faktisko struktūru (īpaši organiskajos savienojumos), bieži nepieciešama strukturālā vai stereokīmiskā formula, ne tikai molekulārā formula.
Ķīmiskās formulas ir vienkāršs, bet jaudīgs instruments gan skolās, gan pētījumos un rūpniecībā — tās ļauj ātri saprast vielas sastāvu, aprēķināt reaksiju sastāvu un sazināties precīzi par ķīmiskajiem procesiem.
No 2 ūdeņraža atomiem un 1 skābekļa atoma var iegūt 1 ūdens molekulu.
Formulu lasīšana un rakstīšana
Ķīmiskās formulas ir vēl viens veids, kā attēlot atomu skaitu. Ķīmiskās formulas izmanto, lai attēlotu atomu veidus kombinācijā. Ķīmiskajās formulās izmanto apakšzīmes, lai norādītu, cik daudz katra atoma ir kombinācijā. Subskripti ir mazi skaitļi simbola apakšējā labajā pusē. Tie apzīmē attiecīgā elementa atomu skaitu vienādojumā. Pirms rakstīt ķīmiskās formulas, pierakstiet katra vienādojumā esošā atoma simbolu. Ķīmiskās formulas rakstīšana ir veids, kā informēt par ķīmisko skaitli. Visvieglāk to var atrast periodiskajā tabulā. Periodiskā tabula ir visu labi zināmo elementu diagramma. Izmantojiet periodisko tabulu, lai atsauktos uz skaitli, kuru nevar atcerēties.
Elementu saimes
Periodiskajā tabulā ir atrodami dažādi elementi. Katram elementam ir sava ģimene. Elementu saime ir elementu sakārtojums. Šai elementu saimei ir kopīgas īpašības. Tiem ir kopīgas īpašības.
Elementi tiek parādīti secībā. Katrs elements ir iedalīts ģimenēs. Ir trīs galvenās kategorijas, piemēram, metāli, nemetāli un pusmetāli. Katra elementu saime ir attēlota pēc elektronu skaita ārējā čaulā. Tie var attēlot arī tās pašas īpašības un valences elektronus.
Piecu elementu ģimenes
Saistītās lapas
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir ķīmiskā formula?
A.: Ķīmiskā formula ir ķīmijas speciālistu izmantots molekulu apzīmējums, lai aprakstītu molekulas. Tā apraksta, kādi atomi ir molekulās, cik daudz katra veida atomu un dažreiz arī to, kā atomi ir saistīti vai izvietoti telpā.
J: Kādu informāciju sniedz ķīmiskā formula?
A: Ķīmiskā formula sniedz informāciju par molekulā esošo atomu skaitu un veidu. Tā var arī parādīt, kā atomi ir saistīti vai izvietoti telpā.
J: Kas ir ķīmiskie simboli?
A: Ķīmiskie simboli ir katra ķīmiskā elementa saīsinājumi. Parasti tie ir viena vai divu burtu garumā un apzīmē atoma veidu molekulā.
J: Kā ķīmiskajā formulā tiek norādīts katra tipa atomu skaits?
A: Katra tipa atomu skaitu ķīmiskajā formulā norāda, izmantojot apakšzīmes. Indekss seko aiz ķīmiskā simbola un norāda attiecīgā elementa atomu skaitu molekulā.
J: Vai ķīmiskajā formulā var parādīt, kā atomi ir saistīti molekulā?
A: Jā, ķīmiskā formula var parādīt, kā atomi ir saistīti molekulā. To bieži attēlo, izmantojot līnijas vai iekavās, lai norādītu atomu izvietojumu molekulā.
J: Kas izstrādāja ķīmisko formulu rakstīšanas sistēmu?
A: Ķīmisko formulu rakstīšanas sistēmu izstrādāja Jons Jakobs Berzelius, zviedru ķīmiķis, kurš dzīvoja 19. gadsimtā.
J: Kāda ir glikozes ķīmiskā formula?
A: Glikozes ķīmiskā formula ir C6H12O6, kas nozīmē, ka tai ir seši oglekļa atomi, divpadsmit ūdeņraža atomi un seši skābekļa atomi.
Meklēt