19.01.2024

Formule de bază în chimie. Culegere de formule de bază pentru un curs școlar de chimie

mai multe concepte și formule de bază.

Toate substanțele au masă, densitate și volum diferite. O bucată de metal dintr-un element poate cântări de multe ori mai mult decât o bucată de exact aceeași dimensiune a altui metal.

Cârtiță(numar de alunite)

desemnare: cârtiță, international: mol- o unitate de măsură pentru cantitatea unei substanțe. Corespunde cantitatii de substanta pe care o contine N / A. particule (molecule, atomi, ioni) Prin urmare, a fost introdusă o cantitate universală - numărul de alunițe. O expresie frecvent întâlnită în sarcini este „primit... mol de substanta"

N / A.= 6,02 1023

N / A.- Numărul lui Avogadro. De asemenea, „un număr prin acord”. Câți atomi sunt în vârful unui creion? Cam o mie. Nu este convenabil să operați cu astfel de cantități. Prin urmare, chimiștii și fizicienii din întreaga lume au fost de acord - să desemnăm 6,02 × 1023 particule (atomi, molecule, ioni) ca 1 mol substante.

1 mol = 6,02 1023 particule

Aceasta a fost prima dintre formulele de bază pentru rezolvarea problemelor.

Masa molară a unei substanțe

Masă molară substanta este masa unuia mol de substanță.

Notat ca dl. Se găsește conform tabelului periodic - este pur și simplu suma maselor atomice ale unei substanțe.

De exemplu, ni se dă acid sulfuric - H2SO4. Să calculăm masa molară a unei substanțe: masa atomică H = 1, S-32, O-16.
Mr(H2SO4)=1 2+32+16 4=98 g\mol.

A doua formulă necesară pentru rezolvarea problemelor este

formula masei substantei:

Adică, pentru a găsi masa unei substanțe, trebuie să cunoașteți numărul de moli (n), iar masa molară o găsim din Tabelul Periodic.

Legea conservării masei - Masa substanțelor care intră într-o reacție chimică este întotdeauna egală cu masa substanțelor rezultate.

Dacă știm masa (masele) substanțelor care au reacționat, putem găsi masa (masele) produselor respectivei reacții. Si invers.

A treia formulă pentru rezolvarea problemelor de chimie este

volumul substanței:

Ne pare rău, această imagine nu respectă regulile noastre. Pentru a continua publicarea, vă rugăm să ștergeți imaginea sau să încărcați alta.

De unde a venit numărul 22.4? Din legea lui Avogadro:

volume egale de gaze diferite luate la aceeași temperatură și presiune conțin același număr de molecule.

Conform legii lui Avogadro, 1 mol de gaz ideal în condiții normale (n.s.) are același volum Vm= 22,413 996(39) l

Adică dacă în problemă ni se dau condiții normale, atunci, cunoscând numărul de moli (n), putem afla volumul substanței.

Asa de, formule de bază pentru rezolvarea problemelorîn chimie

numărul lui AvogadroN / A.

6,02 1023 particule

Cantitatea de substanță n (mol)

n=V\22,4 (l\mol)

Masa de substanta m (g)

Volumul substanței V(l)

V=n 22,4 (l\mol)

Ne pare rău, această imagine nu respectă regulile noastre. Pentru a continua publicarea, vă rugăm să ștergeți imaginea sau să încărcați alta.

Acestea sunt formule. Adesea, pentru a rezolva probleme, trebuie mai întâi să scrieți ecuația reacției și (obligatoriu!) să aranjați coeficienții - raportul lor determină raportul molilor din proces.

Culegere de formule de bază pentru un curs școlar de chimie

G. P. Loginova

Elena Savinkina

E. V. Savinkina G. P. Loginova

Culegere de formule de bază în chimie

Ghidul de buzunar al elevului

Chimie generală

Cele mai importante concepte și legi chimice

Element chimic- acesta este un anumit tip de atom cu aceeași sarcină nucleară.

Masa atomică relativă(A r) arată de câte ori este mai mare masa unui atom al unui element chimic dat decât masa unui atom de carbon-12 (12 C).

Substanta chimica– o colecție de orice particule chimice.

Particule chimice

Unitatea de formulă– o particulă convențională, a cărei compoziție corespunde formulei chimice date, de exemplu:

Ar – substanță argon (constă din atomi de Ar),

H 2 O – substanța apă (constă din molecule de H 2 O),

KNO 3 – substanță azotat de potasiu (constă din cationi K + și anioni NO 3 ¯).

Relații dintre mărimile fizice

Masa atomică (relativă) a elementului Ghimpe):

Unde *T(atom B) – masa unui atom al elementului B;

*t și– unitate de masă atomică;

*t și = 1/12 T(12 atom de C) = 1,6610 24 g.

Cantitatea de substanță B, n(B), mol:

Unde N(B)– numărul de particule B;

N / A– Constanta lui Avogadro (NA = 6,0210 23 mol-1).

Masa molară a unei substanțe V, M(V), g/mol:

Unde televizor)- masa B.

Volumul molar al gazuluiÎN, V M l/mol:

Unde V M = 22,4 l/mol (o consecință a legii lui Avogadro), în condiții normale (nr. – presiunea atmosferică p = 101.325 Pa (1 atm); temperatura termodinamica T = 273,15 K sau temperatura Celsius t = 0 °C).

B pentru hidrogen, D(gaz B prin H2):

* Densitatea substanței gazoaseÎN pe calea aerului, D(gaz B peste aer): Fracția de masă a elementului E în materie V, w(E):

Unde x este numărul de atomi de E din formula substanței B

Structura atomului și Legea periodică D.I. Mendeleev

Numărul de masă (A) – numărul total de protoni și neutroni din nucleul atomic:

A = N(p 0) + N(p +).

Sarcina nucleara atomica (Z) egal cu numărul de protoni din nucleu și cu numărul de electroni din atom:

Z = N(p+) = N(e¯).

Izotopi– atomi ai aceluiași element, care diferă prin numărul de neutroni din nucleu, de exemplu: potasiu-39: 39 K (19 p + , 20n 0, 19e¯); potasiu-40: 40 K (19 p+, 21n 0, 19e¯).

*Niveluri și subniveluri de energie

*Orbital atomic(AO) caracterizează regiunea spațiului în care probabilitatea ca un electron cu o anumită energie să fie localizat este cea mai mare.

*Forme ale orbitalilor s și p

Legea periodică și sistemul periodic D.I. Mendeleev

Proprietățile elementelor și compușilor lor sunt repetate periodic cu creșterea numărului atomic, care este egal cu sarcina nucleului atomului elementului.

Numărul perioadei corespunde numărul de niveluri de energie pline cu electroni,și reprezintă ultimul nivel de energie care trebuie umplut(UE).

Grupa numarul A spectacole Și etc.

Grupa numarul B spectacole numărul de electroni de valență nsȘi (n – 1)d.

Secțiunea elementelor S– subnivelul de energie (ESL) este umplut cu electroni ns-EPU– grupele IA- și IIA, H și He.

secțiunea p-elemente– umplut cu electroni np-EPU– IIIA-VIIIA-grupe.

Secțiunea elementelor D– umplut cu electroni (P- 1) d-EPU – IB-VIIIB2-grupuri.

secțiunea de elemente f– umplut cu electroni (P-2) f-EPU – lantanide și actinide.

Modificări în compoziția și proprietățile compușilor cu hidrogen ai elementelor din perioada a 3-a a tabelului periodic

Nevolatil, se descompune cu apa: NaH, MgH 2, AlH 3.

Volatil: SiH4, PH3, H2S, HCI.

Modificări în compoziția și proprietățile oxizilor și hidroxizilor superiori ai elementelor din perioada a 3-a a tabelului periodic

De bază: Na2O – NaOH, MgO – Mg(OH)2.

Amfoter: Al2O3 – Al(OH)3.

Acid: SiO 2 – H 4 SiO 4, P 2 O 5 – H 3 PO 4, SO 3 – H 2 SO 4, Cl 2 O 7 – HClO 4.

Legătură chimică

Electronegativitatea(χ) este o mărime care caracterizează capacitatea unui atom dintr-o moleculă de a dobândi o sarcină negativă.

Mecanisme de formare a legăturilor covalente

Mecanism de schimb- suprapunerea a doi orbitali ai atomilor vecini, fiecare dintre care avea cate un electron.

Mecanismul donor-acceptor– suprapunerea unui orbital liber al unui atom cu un orbital al altui atom care conține o pereche de electroni.

Suprapunerea orbitalilor în timpul formării legăturilor

*Tipul de hibridizare – forma geometrică a particulei – unghiul dintre legături

Hibridizarea orbitalilor atomului central– alinierea energiei și formei lor.

sp– liniar – 180°

sp 2– triunghiular – 120°

sp 3– tetraedric – 109,5°

sp 3 d– trigonal-bipiramidal – 90°; 120°

sp 3 d 2– octaedric – 90°

Amestecuri și soluții

Soluţie- un sistem omogen format din două sau mai multe substanțe, al cărui conținut poate fi variat în anumite limite.

Soluţie: solvent (de ex. apă) + dizolvat.

Soluții adevărate conțin particule mai mici de 1 nanometru.

Soluții coloidale conțin particule cu dimensiuni cuprinse între 1 și 100 nanometri.

Amestecuri mecanice(suspensiile) conțin particule mai mari de 100 de nanometri.

Suspensie=> solid + lichid

Emulsie=> lichid + lichid

Spumă, ceață=> gaz + lichid

Se separă amestecurile eterogene decantare si filtrare.

Se separă amestecurile omogene evaporare, distilare, cromatografie.

Soluție saturată este sau poate fi în echilibru cu solutul (dacă solutul este solid, atunci excesul său se află în precipitat).

Solubilitate– continutul de substanta dizolvata intr-o solutie saturata la o temperatura data.

Soluție nesaturată Mai puțin,

Soluție suprasaturată conţine dizolvat Mai mult, decât solubilitatea sa la o temperatură dată.

Relații dintre mărimile fizico-chimice în soluție

Fracția de masă a soluțieiÎN, w(B); fracțiune de unitate sau %:

Unde televizor)- masa B,

t(r)– masa soluției.

Greutatea soluției, m(p), g:

m(p) = m(B) + m(H2O) = V(p) ρ(p),

unde F(p) este volumul soluției;

ρ(p) – densitatea soluției.

Volumul soluției, V(p), l:

concentrația molară, s(V), mol/l:

Unde n(B) este cantitatea de substanță B;

M(B) – masa molară a substanței B.

Modificarea compoziției soluției

Diluarea soluției cu apă:

> televizor)= t(B);

> masa soluției crește cu masa apei adăugate: m"(p) = m(p) + m(H20).

Evaporarea apei dintr-o soluție:

> masa substanței dizolvate nu se modifică: t"(B) = t(B).

> masa soluției scade cu masa apei evaporate: m"(p) = m(p) – m(H2O).

Îmbinând două soluții: Masele soluțiilor, precum și masele substanței dizolvate, se adună:

t"(B) = t(B) + t"(B);

t"(p) = t(p) + t"(p).

Picătură de cristal: masa solutului și masa soluției sunt reduse cu masa cristalelor precipitate:

m"(B) = m(B) – m(sediment); m"(p) = m(p) – m(sediment).

Masa de apă nu se modifică.

Efectul termic al unei reacții chimice

*Entalpia de formare a unei substanțe ΔH°(B), kJ/mol, este entalpia reacției de formare a 1 mol dintr-o substanță din substanțe simple în stările lor standard, adică la presiune constantă (1 atm pentru fiecare gaz din sistem sau la un presiune de 1 atm în absența participanților la reacția gazoasă) și temperatură constantă (de obicei 298 K , sau 25 °C).

* Efectul termic al unei reacții chimice (legea lui Hess)

Q = ΣQ(produse) - ΣQ(reactivi).

ΔН° = ΣΔН°(produse) – Σ ΔН°(reactivi).

Pentru reacție aA + bB +… = dD + eE +…

ΔH° = (dΔH°(D) + eΔH°(E) +…) – (aΔH°(A) + bΔH°(B) +…),

Unde a, b, d, e– cantități stoechiometrice de substanțe corespunzătoare coeficienților din ecuația de reacție.

Viteza de reacție chimică

Dacă în timpul τ în volum V cantitatea de reactant sau produs modificată de Δ n, viteza de reactie:

Pentru o reacție monomoleculară A →…:

v = k c(A).

Pentru reacția bimoleculară A + B → ...:

v = k c(A) c(B).

Pentru reacția trimoleculară A + B + C → ...:

v = k c(A) c(B) c(C).

Modificarea vitezei unei reacții chimice

Reacția rapidă crește:

1) chimic activ reactivi;

2) promovare concentrații de reactiv;

3) crește

4) promovare temperatura;

5) catalizatori. Reacția rapidă reduce:

1) chimic inactiv reactivi;

2) retrogradare concentrații de reactiv;

3) scădea suprafețe de reactivi solizi și lichizi;

4) retrogradare temperatura;

5) inhibitori.

*Coeficient de viteză de temperatură(γ) este egal cu un număr care arată de câte ori crește viteza de reacție atunci când temperatura crește cu zece grade:

Echilibru chimic

*Legea acțiunii masei pentru echilibrul chimic:în stare de echilibru, raportul dintre produsul concentrațiilor molare ale produselor în puteri egal cu

Coeficienții lor stoichiometrici, la produsul concentrațiilor molare ale reactanților în puteri egale cu coeficienții lor stoichiometrici, la o temperatură constantă este o valoare constantă. (constanta de echilibru a concentratiei).

Într-o stare de echilibru chimic pentru o reacție reversibilă:

aA + bB + … ↔ dD + fF + …

K c = [D] d [F] f .../ [A] a [B] b ...

* Schimbarea echilibrului chimic spre formarea de produse

1) Creșterea concentrației de reactivi;

2) reducerea concentrației produselor;

3) creșterea temperaturii (pentru o reacție endotermă);

4) scăderea temperaturii (pentru o reacție exotermă);

5) creșterea presiunii (pentru o reacție care are loc cu o scădere a volumului);

6) scăderea presiunii (pentru o reacție care are loc cu creșterea volumului).

Reacții de schimb în soluție

Disocierea electrolitică– procesul de formare a ionilor (cationi si anioni) cand anumite substante sunt dizolvate in apa.

acizi sunt formate cationi de hidrogenȘi anioni acizi, De exemplu:

HNO3 = H + + NO3¯

În timpul disocierii electrolitice motive sunt formate cationi metaliciși ioni de hidroxid, de exemplu:

NaOH = Na + + OH¯

În timpul disocierii electrolitice săruri(medii, duble, mixte) se formează cationi metaliciși anioni acizi, de exemplu:

NaNO 3 = Na + + NO 3 ¯

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

În timpul disocierii electrolitice săruri acide sunt formate cationi metaliciși hidroanioni acizi, de exemplu:

NaHCO 3 = Na + + HCO 3 ‾

Unii acizi tari

HBr, HCl, HClO4, H2Cr2O7, HI, HMnO4, H2SO4, H2SeO4, HNO3, H2CrO4

Câteva motive puternice

RbOH, CsOH, KOH, NaOH, LiOH, Ba(OH)2, Sr(OH)2, Ca(OH)2

Gradul de disociere α– raportul dintre numărul de particule disociate și numărul de particule inițiale.

La volum constant:

Clasificarea substanţelor după gradul de disociere

regula lui Berthollet

Reacțiile de schimb în soluție au loc ireversibil dacă rezultatul este formarea unui precipitat, gaz sau electrolit slab.

Exemple de ecuații ale reacțiilor moleculare și ionice

1. Ecuația moleculară: CuCl 2 + 2NaOH = Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Ecuația ionică „completă”: Сu 2+ + 2Сl¯ + 2Na + + 2OH¯ = Cu(OH) 2 ↓ + 2Na + + 2Сl¯

Ecuația ionică „scurtă”: Cu 2+ + 2OH¯ = Cu(OH) 2 ↓

2. Ecuația moleculară: FeS (T) + 2HCl = FeCl 2 + H 2 S

Ecuația ionică „completă”: FeS + 2H + + 2Сl¯ = Fe 2+ + 2Сl¯ + H 2 S

Ecuația ionică „scurtă”: FeS (T) + 2H + = Fe 2+ + H 2 S

3. Ecuația moleculară: 3HNO 3 + K 3 PO 4 = H 3 PO 4 + 3KNO 3

Ecuația ionică „completă”: 3H + + 3NO 3 ¯ + 3K + + PO 4 3- = H 3 PO 4 + 3K + + 3NO 3 ¯

Ecuația ionică „scurtă”: 3H + + PO 4 3- = H 3 PO 4

*Indice de hidrogen

(pH) pH = – log = 14 + log

*Interval de pH pentru soluții apoase diluate

pH 7 (mediu neutru)

Exemple de reacții de schimb

Reacția de neutralizare- o reacție de schimb care are loc atunci când un acid și o bază interacționează.

1. Alcali + acid puternic: Ba(OH) 2 + 2HCl = BaCl 2 + 2H 2 O

Ba 2+ + 2ON¯ + 2H + + 2Сl¯ = Ba 2+ + 2Сl¯ + 2Н 2 O

H + + OH¯ = H2O

2. Bază ușor solubilă + acid puternic: Cu(OH) 2(t) + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O

Cu(OH) 2 + 2H + + 2Cl¯ = Cu 2+ + 2Cl¯ + 2H 2 O

Cu(OH)2 + 2H + = Cu2+ + 2H2O

*Hidroliză– o reacție de schimb între o substanță și apă fără modificarea stărilor de oxidare ale atomilor.

1. Hidroliza ireversibilă a compuşilor binari:

Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3

2. Hidroliza reversibilă a sărurilor:

A) Se formează sare un cation de bază puternic și un anion acid puternic:

NaCl = Na + + Сl¯

Na + + H20 ≠ ;

CI¯ + H2O ≠

Nu există hidroliză; mediu neutru, pH = 7.

B) Se formează sare un cation de bază puternic și un anion acid slab:

Na 2 S = 2Na + + S 2-

Na + + H20 ≠

S2- + H2O ↔ HS¯ + OH¯

Hidroliza prin anion; mediu alcalin, pH >7.

B) Se formează sare un cation al unei baze slabe sau ușor solubile și un anion al unui acid puternic:

Sfârșitul fragmentului introductiv.

Text furnizat de liters LLC.

Puteți plăti cartea în siguranță cu un card bancar Visa, MasterCard, Maestro, dintr-un cont de telefon mobil, dintr-un terminal de plată, într-un magazin MTS sau Svyaznoy, prin PayPal, WebMoney, Yandex.Money, QIWI Wallet, carduri bonus sau o altă metodă convenabilă pentru tine.

>> Formule chimice

Formule chimice

Materialul din acest paragraf vă va ajuta:

> afla care este formula chimica;
> citeste formulele substantelor, atomilor, moleculelor, ionilor;
> folosiți corect termenul „unitate de formulă”;
> alcătuiți formule chimice ale compușilor ionici;
> caracterizați compoziția unei substanțe, molecule, ion folosind o formulă chimică.

Formula chimica.

Toată lumea o are substante există un nume. Cu toate acestea, prin numele său este imposibil să se determine din ce particule constă o substanță, câte și ce fel de atomi sunt conținute în moleculele sale, ionii și ce încărcături au ionii. Răspunsurile la astfel de întrebări sunt date de o înregistrare specială - o formulă chimică.

O formulă chimică este desemnarea unui atom, moleculă, ion sau substanță folosind simboluri elemente chimiceși indici.

Formula chimică a unui atom este simbolul elementului corespunzător. De exemplu, atomul de aluminiu este desemnat prin simbolul Al, atomul de siliciu prin simbolul Si. Substanțele simple au, de asemenea, astfel de formule - metalul aluminiu, nemetalul cu structură atomică siliciul.

Formula chimica moleculele unei substanțe simple conțin simbolul elementului corespunzător și indicele - un număr mic scris dedesubt și în dreapta. Indicele indică numărul de atomi din moleculă.

O moleculă de oxigen este formată din doi atomi de oxigen. Formula sa chimică este O2. Această formulă se citește mai întâi pronunțând simbolul elementului, apoi indicele: „o-doi”. Formula O2 denotă nu numai molecula, ci și substanța oxigen în sine.

Molecula de O2 se numește diatomic. Substanțele simple Hidrogen, Azot, Fluor, Clor, Brom și Iod constau din molecule similare (formula lor generală este E 2).

Ozonul contine trei molecule atomice, fosforul alb contine patru molecule atomice, iar sulful contine opt molecule atomice. (Scrieți formulele chimice ale acestor molecule.)

H 2
O2
N 2
Cl2
BR 2
eu 2

În formula unei molecule a unei substanțe complexe, sunt notate simbolurile elementelor ai căror atomi sunt conținute în ea, precum și indici. O moleculă de dioxid de carbon este formată din trei atomi: un atom de carbon și doi atomi de oxigen. Formula sa chimică este CO 2 (a se citi „tse-o-two”). Amintiți-vă: dacă o moleculă conține un atom al oricărui element, atunci indicele corespunzător, adică I, nu este scris în formula chimică. Formula unei molecule de dioxid de carbon este, de asemenea, formula substanței în sine.

În formula unui ion, încărcarea acestuia este în plus notată. Pentru a face acest lucru, utilizați un superscript. Indică valoarea taxei cu un număr (nu scriu unul), apoi cu un semn (plus sau minus). De exemplu, un ion de sodiu cu o sarcină +1 are formula Na + (a se citi „sodiu-plus”), un ion de clor cu o sarcină - I - SG - („clor-minus”), un ion hidroxid cu o sarcină - I - OH - ("o-ash-minus"), un ion carbonat cu o sarcină -2 - CO 2- 3 ("ce-o-three-two-minus").

Na+,Cl-
ioni simpli

OH-, CO2-3
ioni complecși

În formulele compușilor ionici, scrieți mai întâi, fără a indica sarcini, încărcate pozitiv ionii, și apoi - încărcat negativ (Tabelul 2). Dacă formula este corectă, atunci suma încărcărilor tuturor ionilor din ea este zero.

masa 2
Formulele unor compuși ionici

În unele formule chimice, un grup de atomi sau un ion complex este scris între paranteze. Ca exemplu, să luăm formula varului stins Ca(OH)2. Acesta este un compus ionic. În el, pentru fiecare ion de Ca 2+ există doi ioni OH -. Formula compusului spune „ calciu-o-ash-două”, dar nu „calcium-o-ash-două”.

Uneori, în formulele chimice, în loc de simboluri ale elementelor, sunt scrise litere „străine”, precum și litere index. Astfel de formule sunt adesea numite generale. Exemple de formule de acest tip: ECI n, E n O m, F x O y. Primul
formula denotă un grup de compuși de elemente cu clor, al doilea - un grup de compuși de elemente cu oxigen, iar al treilea este utilizat dacă formula chimică a unui compus de Ferrum cu Oxigen necunoscută şi
ar trebui instalat.

Dacă trebuie să desemnați doi atomi de neon separați, două molecule de oxigen, două molecule de dioxid de carbon sau doi ioni de sodiu, utilizați notațiile 2Ne, 20 2, 2C0 2, 2Na +. Numărul din fața formulei chimice se numește coeficient. Coeficientul I, ca și indicele I, nu este scris.

Unitatea de formulă.

Ce înseamnă notația 2NaCl? Moleculele de NaCl nu există; sarea de masă este un compus ionic care constă din ioni Na + și Cl -. O pereche din acești ioni se numește unitatea de formulă a unei substanțe (este evidențiată în Fig. 44, a). Astfel, notația 2NaCl reprezintă două unități de formulă de sare de masă, adică două perechi de ioni Na + și C l-.

Termenul „unitate de formulă” este folosit pentru substanțe complexe nu numai de structură ionică, ci și atomică. De exemplu, unitatea de formulă pentru cuarț SiO 2 este combinația dintre un atom de siliciu și doi atomi de oxigen (Fig. 44, b).

Orez. 44. unități de formulă în compuși cu structură ionică (a) atomică (b)

O unitate de formulă este cel mai mic „bloc” al unei substanțe, cel mai mic fragment care se repetă. Acest fragment poate fi un atom (într-o substanță simplă), moleculă(într-o substanță simplă sau complexă),
o colecție de atomi sau ioni (într-o substanță complexă).

Exercițiu.Întocmește o formulă chimică pentru un compus care conține ioni Li + i SO 2-4. Numiți unitatea de formulă a acestei substanțe.

Soluţie

Într-un compus ionic, suma sarcinilor tuturor ionilor este zero. Acest lucru este posibil cu condiția ca pentru fiecare ion SO 2-4 să existe doi ioni Li +. Prin urmare, formula compusului este Li2SO4.

Unitatea de formulă a unei substanțe este trei ioni: doi ioni Li + și un ion SO 2-4.

Compoziția calitativă și cantitativă a unei substanțe.

O formulă chimică conține informații despre compoziția unei particule sau substanțe. La caracterizarea compoziției calitative, ele denumesc elementele care formează o particulă sau o substanță, iar la caracterizarea compoziției cantitative, indică:

Numărul de atomi ai fiecărui element dintr-o moleculă sau ion complex;
raportul dintre atomii diferiților elemente sau ioni dintr-o substanță.

Exercițiu. Descrieți compoziția metanului CH 4 (compus molecular) și a sodiului Na 2 CO 3 (compusul ionic)

Soluţie

Metanul este format din elementele Carbon și Hidrogen (aceasta este o compoziție calitativă). O moleculă de metan conține un atom de carbon și patru atomi de hidrogen; raportul lor în moleculă şi în substanţă

N(C): N(H) = 1:4 (compoziție cantitativă).

(Litera N indică numărul de particule - atomi, molecule, ioni.

Soda este formată din trei elemente - sodiu, carbon și oxigen. Conține ioni Na + încărcați pozitiv, deoarece Sodiul este un element metalic, și ioni CO -2 3 încărcați negativ (compoziție calitativă).

Raportul dintre atomii elementelor și ionii dintr-o substanță este următorul:

concluzii

O formulă chimică este o înregistrare a unui atom, moleculă, ion, substanță folosind simboluri ale elementelor chimice și indici. Numărul de atomi ai fiecărui element este indicat în formulă folosind un indice, iar sarcina ionului este indicată printr-un superscript.

Unitatea de formulă este o particulă sau o colecție de particule dintr-o substanță reprezentată prin formula sa chimică.

Formula chimică reflectă compoziția calitativă și cantitativă a unei particule sau substanțe.

?
66. Ce informații despre o substanță sau particulă conține o formulă chimică?

67. Care este diferența dintre un coeficient și un indice în notație chimică? Completează-ți răspunsul cu exemple. Pentru ce este folosit indicele?

68. Citiți formulele: P 4, KHCO 3, AI 2 (SO 4) 3, Fe(OH) 2 NO 3, Ag +, NH + 4, CIO - 4.

69. Ce înseamnă intrările: 3H 2 0, 2H, 2H 2, N 2, Li, 4Cu, Zn 2+, 50 2-, NO - 3, 3Ca(0H) 2, 2CaC0 3?

70. Notează formule chimice care citesc astfel: es-o-trei; bor-doi-sau-trei; cenușă-en-o-două; crom-o-cenuşă-de trei ori; sodiu-cenusa-es-o-four; en-ash-four-double-es; bariu-două-plus; pe-o-patru-trei-minus.

71. Alcătuiţi formula chimică a unei molecule care conţine: a) un atom de azot şi trei atomi de hidrogen; b) patru atomi de hidrogen, doi atomi de fosfor și șapte atomi de oxigen.

72. Care este unitatea de formulă: a) pentru carbonatul de sodiu Na 2 CO 3 ; b) pentru compusul ionic Li3N; c) pentru compusul B 2 O 3, care are structură atomică?

73. Alcătuiți formule pentru toate substanțele care pot conține numai următorii ioni: K + , Mg2 + , F - , SO -2 4 , OH - .

74. Descrieți compoziția calitativă și cantitativă a:

a) substanţe moleculare - clor Cl 2, peroxid de hidrogen (peroxid de hidrogen) H 2 O 2, glucoză C 6 H 12 O 6;
b) substanţă ionică - sulfat de sodiu Na 2 SO 4;
c) ionii H3O+, HPO2-4.

Popel P. P., Kryklya L. S., Chimie: Pidruch. pentru clasa a VII-a zagalnosvit. navch. închidere - K.: VC „Academia”, 2008. - 136 p.: ill.

Conținutul lecției note de lecție și cadru suport pentru prezentarea lecției tehnologii interactive accelerator metode de predare Practică teste, testare online sarcini și exerciții teme pentru acasă ateliere și întrebări de instruire pentru discuțiile la clasă Ilustrații materiale video și audio fotografii, imagini, grafice, tabele, diagrame, benzi desenate, pilde, proverbe, cuvinte încrucișate, anecdote, glume, citate Suplimente rezumate cheat sheets sfaturi pentru articolele curioase (MAN) literatură dicționar de bază și suplimentar de termeni Îmbunătățirea manualelor și lecțiilor corectarea erorilor din manual, înlocuirea cunoștințelor învechite cu altele noi Doar pentru profesori calendar planuri programe de instruire recomandări metodologice

Simbolurile moderne pentru elementele chimice au fost introduse în știință în 1813 de către J. Berzelius. Conform propunerii sale, elementele sunt desemnate prin literele inițiale ale numelor lor latine. De exemplu, oxigenul (oxigeniul) este desemnat cu litera O, sulful (sulful) cu litera S, hidrogenul (hidrogeniul) cu litera H. În cazurile în care numele elementelor încep cu aceeași literă, mai este o literă. adăugat la prima literă. Astfel, carbonul (Carboneum) are simbolul C, calciu (Calcium) - Ca, cupru (Cuprum) - Cu.

Simbolurile chimice nu sunt doar denumiri abreviate de elemente: ele exprimă și anumite cantități (sau mase), adică. Fiecare simbol reprezintă fie un atom al unui element, fie un mol din atomii săi, fie o masă a unui element egală cu (sau proporțională cu) masa molară a acelui element. De exemplu, C înseamnă fie un atom de carbon, fie un mol de atomi de carbon, fie 12 unități de masă (de obicei 12 g) de carbon.

Formule chimice

Formulele substanțelor indică, de asemenea, nu numai compoziția substanței, ci și cantitatea și masa acesteia. Fiecare formulă reprezintă fie o moleculă a unei substanțe, fie un mol de substanță, fie o masă a unei substanțe egală cu (sau proporțională cu) masa sa molară. De exemplu, H2O reprezintă fie o moleculă de apă, fie un mol de apă, fie 18 unități de masă (de obicei (18 g) de apă.

Substanțele simple sunt, de asemenea, desemnate prin formule care arată din câți atomi este formată o moleculă a unei substanțe simple: de exemplu, formula pentru hidrogen H 2. Dacă compoziția atomică a unei molecule dintr-o substanță simplă nu este cunoscută cu precizie sau substanța constă din molecule care conțin un număr diferit de atomi și, de asemenea, dacă are o structură atomică sau metalică mai degrabă decât una moleculară, substanța simplă este desemnată prin simbolul elementului. De exemplu, substanța simplă fosfor este notă cu formula P, deoarece, în funcție de condiții, fosforul poate consta din molecule cu un număr diferit de atomi sau poate avea o structură polimerică.

Formule chimice pentru rezolvarea problemelor

Formula substanței este determinată pe baza rezultatelor analizei. De exemplu, conform analizei, glucoza conține 40% (greutate) carbon, 6,72% (greutate) hidrogen și 53,28% (greutate) oxigen. Prin urmare, masele de carbon, hidrogen și oxigen sunt în raportul 40:6,72:53,28. Să notăm formula dorită pentru glucoză C x H y O z, unde x, y și z sunt numărul de atomi de carbon, hidrogen și oxigen din moleculă. Masele atomilor acestor elemente sunt, respectiv, egale cu 12,01; 1.01 și 16.00 amu Prin urmare, molecula de glucoză conține 12,01x amu. carbon, 1,01 u amu hidrogen și 16.00zа.u.m. oxigen. Raportul acestor mase este 12,01x: 1,01y: 16,00z. Dar am găsit deja această relație pe baza datelor de analiză a glucozei. Prin urmare:

12.01x: 1.01y: 16.00z = 40:6.72:53.28.

După proprietățile proporției:

x: y: z = 40/12.01:6.72/1.01:53.28/16.00

sau x:y:z = 3,33:6,65:3,33 = 1:2:1.

Prin urmare, într-o moleculă de glucoză există doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen per atom de carbon. Această condiție este îndeplinită de formulele CH 2 O, C 2 H 4 O 2, C 3 H 6 O 3 etc. Prima dintre aceste formule - CH 2 O- se numește formula cea mai simplă sau empirică; are o greutate moleculară de 30,02. Pentru a afla formula adevărată sau moleculară, este necesar să se cunoască masa moleculară a unei substanțe date. Când este încălzită, glucoza este distrusă fără a se transforma în gaz. Dar greutatea sa moleculară poate fi determinată prin alte metode: este egală cu 180. Dintr-o comparație a acestei greutăți moleculare cu greutatea moleculară corespunzătoare celei mai simple formule, rezultă clar că formula C 6 H 12 O 6 corespunde glucozei.

Astfel, o formulă chimică este o imagine a compoziției unei substanțe folosind simboluri ale elementelor chimice, indici numerici și alte semne. Se disting următoarele tipuri de formule:

— cel mai simplu , care se obține experimental prin determinarea raportului elementelor chimice dintr-o moleculă și folosind valorile maselor lor atomice relative (vezi exemplul de mai sus);

— molecular , care se poate obține prin cunoașterea celei mai simple formule a unei substanțe și a greutății sale moleculare (vezi exemplul de mai sus);

— raţional , prezentând grupuri de atomi caracteristice claselor de elemente chimice (R-OH - alcooli, R - COOH - acizi carboxilici, R - NH 2 - amine primare etc.);

— structural (grafic) , care arată dispunerea relativă a atomilor într-o moleculă (poate fi bidimensională (în plan) sau tridimensională (în spațiu));

— electronic, afișând distribuția electronilor de-a lungul orbitalilor (scris doar pentru elemente chimice, nu pentru molecule).

Să aruncăm o privire mai atentă la exemplul moleculei de alcool etilic:

cea mai simplă formulă a etanolului este C2H6O;
formula moleculară a etanolului este C2H6O;
formula rațională a etanolului este C2H5OH;

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Exercițiu

Cu arderea completă a unei substanțe organice care conține oxigen, cântărind 13,8 g, s-au obținut 26,4 g dioxid de carbon și 16,2 g apă. Aflați formula moleculară a unei substanțe dacă densitatea relativă a vaporilor acesteia în raport cu hidrogenul este 23.

Soluţie

Să întocmim o diagramă a reacției de ardere a unui compus organic, desemnând numărul de atomi de carbon, hidrogen și oxigen ca „x”, „y” și respectiv „z”:

C x H y Oz + Oz →CO2 + H2O.

Să determinăm masele elementelor care alcătuiesc această substanță. Valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al D.I. Mendeleev, rotunjiți la numere întregi: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu.

m(C) = n(C)×M(C) = n(CO2)×M(C) = ×M(C);

m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H2O)×M(H) = ×M(H);

Să calculăm masele molare de dioxid de carbon și apă. După cum se știe, masa molară a unei molecule este egală cu suma maselor atomice relative ale atomilor care alcătuiesc molecula (M = Mr):

M(C02) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 g/mol;

M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 g/mol.

m(C) = x12 = 7,2 g;

m(H) = 2 × 16,2 / 18 × 1 = 1,8 g.

m(O) = m(C x H y Oz) - m(C) - m(H) = 13,8 - 7,2 - 1,8 = 4,8 g.

Să determinăm formula chimică a compusului:

x:y:z = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H): m(O)/Ar(O);

x:y:z = 7,2/12:1,8/1:4,8/16;

x:y:z = 0,6: 1,8: 0,3 = 2: 6: 1.

Aceasta înseamnă că cea mai simplă formulă a compusului este C 2 H 6 O și masa molară este de 46 g/mol.

Masa molară a unei substanțe organice poate fi determinată folosind densitatea sa de hidrogen:

M substanță = M(H2) × D(H2) ;

Substanța M = 2 × 23 = 46 g/mol.

M substanță / M(C2H6O) = 46 / 46 = 1.

Aceasta înseamnă că formula compusului organic va fi C2H6O.

Răspuns

C2H6O

EXEMPLUL 2

Exercițiu

Fracția de masă a fosforului într-unul dintre oxizii săi este de 56,4%. Densitatea vaporilor de oxid în aer este de 7,59. Determinați formula moleculară a oxidului.

Soluţie

Fracția de masă a elementului X dintr-o moleculă din compoziția NX se calculează folosind următoarea formulă:

ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Să calculăm fracția de masă a oxigenului din compus:

ω(O) = 100% - ω(P) = 100% - 56,4% = 43,6%.

Să notăm numărul de moli de elemente incluși în compus ca „x” (fosfor), „y” (oxigen). Apoi, raportul molar va arăta astfel (valorile maselor atomice relative luate din Tabelul periodic al lui D.I. Mendeleev sunt rotunjite la numere întregi):

x:y = ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O);

x:y = 56,4/31: 43,6/16;

x:y = 1,82:2,725 = 1:1,5 = 2:3.

Aceasta înseamnă că cea mai simplă formulă pentru combinarea fosforului cu oxigenul va fi P 2 O 3 și o masă molară de 94 g/mol.

Masa molară a unei substanțe organice poate fi determinată folosind densitatea aerului acesteia:

M substanță = M aer × D aer;

Substanța M = 29 × 7,59 = 220 g/mol.

Pentru a găsi adevărata formulă a unui compus organic, găsim raportul dintre masele molare rezultate:

M substanță / M(P 2 O 3) = 220 / 94 = 2.

Aceasta înseamnă că indicii atomilor de fosfor și oxigen ar trebui să fie de 2 ori mai mari, adică. formula substanței va fi P 4 O 6.

Răspuns

P4O6

Mărimea și dimensiunea ei	Raport
Masa atomică a elementului X (relativă)
Numărul de serie al elementului	Z= N(e –) = N(R +)
Fracția de masă a elementului E în substanța X, în fracții de unitate, în %)
Cantitatea de substanță X, mol
Cantitatea de substanță gazoasă, mol	V m= 22,4 l/mol (n.s.) Bine. – R= 101 325 Pa, T= 273 K
Masa molară a substanței X, g/mol, kg/mol
Masa substanței X, g, kg	m(X) = n(X) M(X)
Volumul molar de gaz, l/mol, m3/mol	V m= 22,4 l/mol la N.S.
Volumul gazului, m3	V = V m × n
Randamentul produsului
Densitatea substanței X, g/l, g/ml, kg/m3
Densitatea substanței gazoase X prin hidrogen
Densitatea substanței gazoase X în aer	M(aer) = 29 g/mol
Legea gazelor Unite
Ecuația Mendeleev-Clapeyron	PV = nRT, R= 8,314 J/mol×K
Fracția volumică a unei substanțe gazoase într-un amestec de gaze, în fracțiuni de unitate sau în %
Masa molară a unui amestec de gaze
Fracția molară a unei substanțe (X) într-un amestec
Cantitatea de căldură, J, kJ	Q = n(X) Q(X)
Efectul termic al reacției	Q =–H
Căldura de formare a substanței X, J/mol, kJ/mol
Viteza de reacție chimică (mol/lsec)
Legea acțiunii în masă (pentru o reacție simplă)	A A+ V B= Cu C + d D u = k Cu A(A) Cu V(B)
Regula lui Van't Hoff
Solubilitatea substanței (X) (g/100 g solvent)
Fracția de masă a substanței X în amestecul A + X, în fracții de unitate, în %
Greutatea soluției, g, kg	m(rr) = m(X)+ m(H2O) m(rr) = V(rr)  (rr)
Fracția de masă a substanței dizolvate în soluție, în fracțiuni de unitate, în %
Densitatea soluției
Volumul soluției, cm 3, l, m 3
Concentrație molară, mol/l
Gradul de disociere a electroliților (X), în fracțiuni de unitate sau %
Produs ionic al apei	K(H2O) =
Valoarea pH-ului	pH = –lg

Principal:

Kuznetsova N.E. si etc. Chimie. clasa a VIII-a-clasa a X-a. – M.: Ventana-Graf, 2005-2007.

Kuznetsova N.E., Litvinova T.N., Levkin A.N. Chimie.clasa a XI-a în 2 părţi, 2005-2007.

Egorov A.S. Chimie. Un nou manual de pregătire pentru învățământul superior. Rostov n/d: Phoenix, 2004.– 640 p.

Egorov A.S. Chimie: un curs modern pentru pregătirea pentru examenul de stat unificat. Rostov n/a: Phoenix, 2011. (2012) – 699 p.

Egorov A.S. Manual de autoinstruire pentru rezolvarea problemelor chimice. – Rostov-pe-Don: Phoenix, 2000. – 352 p.

Manual de chimie/tutor pentru solicitanții la universități. Rostov-n/D, Phoenix, 2005– 536 p.

Hhomchenko G.P., Hhomchenko I.G.. Probleme în chimie pentru solicitanții la universități. M.: Liceu. 2007.–302p.

Adiţional:

Vrublevsky A.I.. Materiale educaționale și de instruire pentru pregătirea pentru testarea centralizată în chimie / A.I. Vrublevsky –Mn.: Unipress LLC, 2004. – 368 p.

Vrublevsky A.I.. 1000 de probleme de chimie cu lanțuri de transformări și teste de control pentru școlari și solicitanți – Mn.: Unipress SRL, 2003. – 400 p.

Egorov A.S.. Toate tipurile de probleme de calcul în chimie pentru pregătirea pentru examenul de stat unificat – Rostov n/D: Phoenix, 2003. – 320 p.

Egorov A.S., Aminova G.Kh.. Sarcini și exerciții tipice pentru pregătirea pentru examenul de chimie. – Rostov n/d: Phoenix, 2005. – 448 p.

Examenul Unificat de Stat 2007. Chimie. Materiale educaționale și de instruire pentru pregătirea elevilor / FIPI - M.: Intellect-Center, 2007. – 272 p.

Examenul de stat unificat 2011. Chimie. Trusa educațională și de formare ed. A.A. Kaverina. – M.: Educația Națională, 2011.

Singurele opțiuni reale pentru sarcini de pregătire pentru examenul de stat unificat. Examenul unificat de stat 2007. Chimie/V.Yu. Mishina, E.N. Strelnikova. M.: Centrul Federal de Testare, 2007.–151 p.

Kaverina A.A. Banca optimă de sarcini pentru pregătirea elevilor. Examenul Unificat de Stat 2012. Chimie. Manual./ A.A. Kaverina, D.Yu. Dobrotin, Yu.N. Medvedev, M.G. Snastina.– M.: Intellect-Center, 2012. – 256 p.

Litvinova T.N., Vyskubova N.K., Azhipa L.T., Solovyova M.V.. Sarcini de testare pe lângă testele pentru studenții cursurilor pregătitoare prin corespondență de 10 luni (instrucțiuni metodologice). Krasnodar, 2004. – P. 18 – 70.

Litvinova T.N.. Chimie. Examenul de stat unificat 2011. Teste de antrenament. Rostov n/d: Phoenix, 2011.– 349 p.

Litvinova T.N.. Chimie. Teste pentru examenul de stat unificat. Rostov n/d.: Phoenix, 2012. - 284 p.

Litvinova T.N.. Chimie. Legile, proprietățile elementelor și compușii acestora. Rostov n/d.: Phoenix, 2012. - 156 p.

Litvinova T.N., Melnikova E.D., Solovyova M.V.., Azhipa L.T., Vyskubova N.K. Chimie în sarcini pentru solicitanții la universități – M.: Editura Onyx SRL: Editura Mir și Educație SRL, 2009. – 832 p.

Complex educațional și metodologic în chimie pentru studenții claselor de medicină și biologice, ed. T.N. Litvinova. – Krasnodar.: KSMU, – 2008.

Chimie. Examenul de stat unificat 2008. Teste de admitere, suport didactic / ed. V.N. Doronkina. – Rostov n/a: Legiunea, 2008.– 271 p.

Lista site-urilor web despre chimie:

1. Alhimik. http:// www. alhimik. ru

2. Chimie pentru toată lumea. Carte electronică de referință pentru un curs complet de chimie.

http:// www. informika. ru/ text/ Bază de date/ chimie/ START. html

3. Chimie școlară - carte de referință. http:// www. chimie şcolară. de. ru

4. Tutor de chimie. http://www. chimie.nm.ru

Resurse de internet

Alhimik. http:// www. alhimik. ru

Chimie pentru toată lumea. Carte electronică de referință pentru un curs complet de chimie.