Химическа формула h2. Химични наименования и формули на веществата

Формулите за ковалентните връзки са коренно различни от формулите за йонните връзки. Факт е, че ковалентните съединения могат да се образуват по различни начини, така че в резултат на реакцията могат да се появят различни съединения.

1. Емпирична формула

Емпиричната формула определя елементите, които изграждат молекулата в техните най-малки съотношения на цяло число.

Например C 2 H 6 O - съединението съдържа два въглеродни атома, шест водородни атома и един кислороден атом.

2. Молекулна формула

Молекулната формула показва от кои атоми се състои съединението и в какви количества тези атоми присъстват в него.

Например, за съединението C 2 H 6 O, молекулните формули могат да бъдат: C 4 H 12 O 2; C6H18O3...

За да се опише напълно ковалентно съединение, молекулната формула не е достатъчна:

Както можете да видите, двете съединения имат една и съща молекулна формула - C 2 H 6 O, но са напълно различни вещества:

• диметилов етер се използва в хладилни агрегати;
• етилов алкохол е в основата на алкохолните напитки.

3. Структурна формула

Структурната формула служи за точно определяне на ковалентното съединение, тъй като освен елементите в съединението и броя на атомите, показва и схема на свързваневръзки.

Използва се структурната формула електрон-точкова формулаИ формула на Люис.

4. Структурна формула за вода (H 2 O)

Нека разгледаме процедурата за конструиране на структурна формула, използвайки примера на водна молекула.

I Изграждане на рамката за връзка

Атомите на едно съединение са подредени около централен атом. Централните атоми обикновено са: въглерод, силиций, азот, фосфор, кислород, сяра.

II Намерете сумата от валентните електрони на всички атоми на съединението

За вода: H 2 O = (2 1 + 6) = 8

Водородният атом има един валентен електрон, а кислородният атом има 6. Тъй като в съединението има два водородни атома, общият брой на валентните електрони във водната молекула ще бъде 8.

III Определете броя на ковалентните връзки във водната молекула

Определя се по формулата: S = N - A, Където

С- броя на споделените електрони в молекулата;

н- сумата от валентни електрони, съответстваща на завършеното външно енергийно ниво на атомите в съединението:

N=2- за водородния атом;

N=8- за атоми на други елементи

А- сумата от валентните електрони на всички атоми в съединението.

N = 2 2 + 8 = 12

A = 2 1 +6 = 8

S = 12 - 8 = 4

Има 4 споделени електрона в една водна молекула, тъй като ковалентната връзка се състои от двойка електрони, получаваме две ковалентни връзки.

IV Разпределяне на споделени електрони

Трябва да има поне една връзка между централния атом и атомите, които го заобикалят. За една водна молекула ще има две такива връзки за всеки водороден атом:

V Разпределете останалите електрони

От осемте валентни електрона четири вече са разпределени. Къде да "поставим" останалите четири електрона?

Всеки атом в съединението трябва да има пълен октет електрони. За водорода това са два електрона; за кислород - 8.

Споделените електрони се наричат свързване.

Формулата на електронната точка и формулата на Луис ясно описват структурата на ковалентната връзка, но са тромави и заемат много място. Тези недостатъци могат да бъдат избегнати чрез използване съкратена структурна формула, което показва само реда на връзките.

Пример за съкратена структурна формула:

• диметилов етер - CH3OCH3
• етилов алкохол - C 2 H 5 OH

Химична формула е изображение, използващо символи.

Знаци на химически елементи

Химически знакили символ на химически елемент– това е първата или първите две букви от латинското име на този елемент.

Например: ФерумFe , Купрум –Cu , OxygeniumОи т.н.

Таблица 1: Информация, предоставена от химически знак

Интелигентност	Използвайки примера на Cl
Име на предмета	хлор
	Неметални, халогенни
Един елемент	1 хлорен атом
(Ар)на този елемент	Ar(Cl) = 35,5
Абсолютна атомна маса на химичен елемент m = Ar 1,66 10 -24 g = Ar 1,66 10 -27 kg	M (Cl) = 35,5 1,66 10 -24 = 58,9 10 -24 g

Името на химичен символ в повечето случаи се чете като име на химичен елемент. Например, К – калий, Ca – калций, Mg – магнезий, Mn – манган.

Случаите, когато името на химичен символ се чете по различен начин, са дадени в таблица 2:

Име на химичен елемент	Химически знак	Име на химическия символ (произношение)
Азот	н	En
Водород	з	Пепел
Желязо	Fe	Ферум
злато	Au	Aurum
Кислород	О	ОТНОСНО
Силиций	Si	Силиций
Мед	Cu	Купрум
Калай	сн	Станум
живак	Hg	Хидраргиум
Водя	Pb	Plumbum
Сяра	С	Ес
Сребро	Ag	Аргентум
Въглерод	° С	Це
Фосфор	П	Пе

Химични формули на прости вещества

Химичните формули на повечето прости вещества (всички метали и много неметали) са знаците на съответните химични елементи.

Така желязно веществоИ химически елемент желязоса обозначени еднакво - Fe .

Ако има молекулярна структура (съществува под формата , тогава неговата формула е химическият символ на елемента с индексдолу вдясно, което показва брой атомив молекула: H 2, O2, О 3, N 2, Е 2, Cl2, BR 2, P 4, S 8.

Таблица 3: Информация, предоставена от химически символ

Интелигентност	Използвайки C като пример
Име на веществото	Въглерод (диамант, графит, графен, карбин)
Принадлежност на даден елемент към даден клас химични елементи	Неметални
Един атом на елемент	1 въглероден атом
Относителна атомна маса (Ар)елемент, който образува вещество	Ar(C) = 12
Абсолютна атомна маса	M(C) = 12 1,66 10-24 = 19,93 10 -24 g
Едно вещество	1 мол въглерод, т.е. 6.02 10 23въглеродни атоми
	M (C) = Ar (C) = 12 g/mol

Химични формули на сложни вещества

Формулата на сложно вещество се получава чрез записване на знаците на химичните елементи, от които е съставено веществото, като се посочва броят на атомите на всеки елемент в молекулата. В този случай по правило се пишат химични елементи в ред на увеличаване на електроотрицателността в съответствие със следните практически серии:

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

Например, H2O , CaSO4 , Al2O3 , CS 2 , ОТ 2 , NaH.

Изключенията са:

• някои съединения на азот с водород (напр. амоняк NH 3 , хидразин N 2H 4 );
• соли на органични киселини (напр. натриев формиат HCOONa , калциев ацетат (CH 3COO) 2Ca) ;
• въглеводороди ( CH 4 , C2H4 , C2H2 ).

Химични формули на вещества, съществуващи във формата димери (НЕ 2 , P2О 3 , P2O5, соли на едновалентен живак, например: HgCl , HgNO3и т.н.), написани във формуляра N 2 O4,P 4 O6,P 4 О 10Hg 2 Cl2,Hg 2 ( НЕ 3) 2 .

Броят на атомите на химичен елемент в молекула и сложен йон се определя въз основа на концепцията валентностили степени на окислениеи се записва индекс долу вдясноот знака на всеки елемент (индекс 1 е пропуснат). В този случай те изхождат от правилото:

алгебричната сума на степените на окисление на всички атоми в една молекула трябва да е равна на нула (молекулите са електрически неутрални), а в комплексния йон - зарядът на йона.

Например:

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

Използва се същото правило при определяне на степента на окисление на химичен елемент, използвайки формулата на вещество или комплекс. Обикновено това е елемент, който има няколко степени на окисление. Трябва да се знае степента на окисление на останалите елементи, образуващи молекулата или йона.

Зарядът на сложен йон е алгебричната сума от степените на окисление на всички атоми, които образуват йона. Следователно, когато се определя степента на окисление на химичен елемент в сложен йон, самият йон се поставя в скоби, а зарядът му се изважда извън скоби.

При съставяне на формули за валентноствеществото е представено като съединение, състоящо се от две частици от различен тип, чиито валентности са известни. След това използват правило:

в една молекула произведението на валентността по броя на частиците от един тип трябва да бъде равно на произведението на валентността по броя на частиците от друг вид.

Например:

Числото пред формулата в уравнението на реакцията се нарича коефициент. Тя посочва или брой молекули, или брой молове вещество.

Коефициентът преди химическия символ, показва брой атоми на даден химичен елемент, а в случай, че знакът е формулата на просто вещество, коефициентът показва или брой атоми, или броя молове от това вещество.

Например:

• 3 Fe– три железни атома, 3 мола железни атоми,
• 2 з– два водородни атома, 2 мола водородни атоми,
• H 2– една молекула водород, 1 мол водород.

Химичните формули на много вещества са определени експериментално, поради което се наричат "емпиричен".

Таблица 4: Информация, предоставена от химичната формула на сложно вещество

Интелигентност	Например C aCO3
Име на веществото	Калциев карбонат
Принадлежност на даден елемент към определен клас вещества	Средна (нормална) сол
Една молекула вещество	1 молекула калциев карбонат
Един мол вещество	6.02 10 23молекули CaCO3
Относителна молекулна маса на веществото (Mr)	Мr (CaCO3) = Ar (Ca) +Ar (C) +3Ar (O) =100
Моларна маса на веществото (M)	M (CaCO3) = 100 g/mol
Абсолютна молекулна маса на веществото (m)	M (CaCO3) = Mr (CaCO3) 1,66 10 -24 g = 1,66 10 -22 g
Качествен състав (какви химични елементи образуват веществото)	калций, въглерод, кислород
Количествен състав на веществото:
Броят на атомите на всеки елемент в една молекула на веществото:	се състои от молекула калциев карбонат 1 атомкалций, 1 атомвъглерод и 3 атомакислород.
Броят на моловете на всеки елемент в 1 мол от веществото:	В 1 мол CaCO 3(6,02 · 10 23 молекули), съдържащи се 1 мол(6,02 · 10 23 атома) калций, 1 мол(6,02 10 23 атома) въглерод и 3 mol(3 6,02 10 23 атома) на химичния елемент кислород)
Масов състав на веществото:
Маса на всеки елемент в 1 мол вещество:	1 мол калциев карбонат (100 g) съдържа следните химични елементи: 40 г калций, 12 грама въглерод, 48 g кислород.
Масови фракции на химични елементи в веществото (състав на веществото като процент от теглото):	Състав на калциев карбонат по тегло: 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 (О) = (n (Ca) Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (3 16)/100 = 0,48 (48%)
За вещество с йонна структура (сол, киселина, основа) формулата на веществото дава информация за броя на йоните от всеки тип в молекулата, тяхното количество и масата на йони на 1 мол от веществото:	Молекула CaCO 3се състои от йон Ca 2+и йон CO 3 2- 1 mol ( 6.02 10 23молекули) CaCO 3съдържа 1 mol Ca 2+ йониИ 1 мол йони CO 3 2-; 1 мол (100 g) калциев карбонат съдържа 40 g йони Ca 2+И 60 g йони CO 3 2-
Моларен обем на вещество при стандартни условия (само за газове)

Графични формули

За да получите по-пълна информация за дадено вещество, използвайте графични формули , които сочат ред на свързване на атомите в молекулатаИ валентност на всеки елемент.

Графичните формули на веществата, състоящи се от молекули, понякога в една или друга степен отразяват структурата (структурата) на тези молекули; в тези случаи те могат да бъдат наречени структурен .

За да съставите графична (структурна) формула на вещество, трябва:

• Определете валентността на всички химични елементи, които образуват веществото.
• Запишете знаците на всички химични елементи, които образуват веществото, всеки в количество, равно на броя на атомите на даден елемент в молекулата.
• Свържете знаците на химичните елементи с тирета. Всяко тире обозначава двойка, която комуникира между химичните елементи и следователно принадлежи еднакво и на двата елемента.
• Броят на линиите около знака на химичния елемент трябва да съответства на валентността на този химичен елемент.
• При формулирането на кислородсъдържащи киселини и техните соли, водородните атоми и металните атоми са свързани към киселиннообразуващия елемент чрез кислороден атом.
• Кислородните атоми се комбинират един с друг само при формулиране на пероксиди.

Примери за графични формули:

Класификацията на неорганичните вещества и тяхната номенклатура се основават на най-простата и постоянна във времето характеристика - химичен състав, който показва атомите на елементите, които образуват дадено вещество в численото им съотношение. Ако едно вещество е изградено от атоми на един химичен елемент, т.е. е формата на съществуване на този елемент в свободна форма, тогава се нарича проста вещество; ако веществото е съставено от атоми на два или повече елемента, тогава се нарича сложно вещество. Обикновено се наричат ​​всички прости вещества (с изключение на моноатомните) и всички сложни вещества химични съединения, тъй като в тях атомите на един или различни елементи са свързани помежду си чрез химични връзки.

Номенклатурата на неорганичните вещества се състои от формули и имена. Химична формула - изобразяване на състава на веществото с помощта на символи на химични елементи, цифрови индекси и някои други знаци. Химично наименование - изображение на състава на вещество с помощта на дума или група от думи. Конструкцията на химичните формули и имена се определя от системата номенклатурни правила.

Символите и имената на химичните елементи са дадени в Периодичната таблица на елементите от D.I. Менделеев. Елементите са условно разделени на метали И неметали . Неметалите включват всички елементи от група VIIIA (благородни газове) и група VIIA (халогени), елементи от група VIA (с изключение на полоний), елементи азот, фосфор, арсен (VA група); въглерод, силиций (IVA група); бор (IIIA група), както и водород. Останалите елементи се класифицират като метали.

При съставянето на имената на веществата обикновено се използват руски имена на елементи, например диоксиген, ксенонов дифлуорид, калиев селенат. Традиционно за някои елементи корените на техните латински имена се въвеждат в производни термини:

Например: карбонат, манганат, оксид, сулфид, силикат.

Заглавия прости веществасе състои от една дума - името на химичен елемент с цифров префикс, например:

Използват се следните числови префикси:

Неопределено число се обозначава с цифров префикс н- поли.

За някои прости вещества те също използват специаленимена като O 3 - озон, P 4 - бял фосфор.

Химични формули сложни веществасъставен от нотацията електроположителен(условни и реални катиони) и електроотрицателен(условни и реални аниони) компоненти, например CuSO 4 (тук Cu 2+ е реален катион, SO 4 2 - е реален анион) и PCl 3 (тук P +III е условен катион, Cl -I е условен анион).

Заглавия сложни веществасъставени по химични формули от дясно на ляво. Те се състоят от две думи - наименования на електроотрицателни компоненти (в именителен падеж) и електроположителни компоненти (в родителен падеж), например:

CuSO 4 - меден (II) сулфат
PCl 3 - фосфорен трихлорид
LaCl3 - лантанов(III) хлорид
CO - въглероден окис

Броят на електроположителните и електроотрицателните компоненти в имената се обозначава с цифровите префикси, дадени по-горе (универсален метод), или със степените на окисление (ако могат да бъдат определени по формулата), като се използват римски цифри в скоби (знакът плюс се пропуска). В някои случаи се дава зарядът на йони (за катиони и аниони със сложен състав), като се използват арабски цифри със съответния знак.

Следните специални наименования се използват за общи многоелементни катиони и аниони:

H 2 F + - флуороний	C 2 2 - - ацетиленид
H 3 O + - оксоний	CN - - цианид
H 3 S + - сулфоний	CNO - - фулминат
NH4+ - амониев	HF 2 - - хидродифлуорид
N 2 H 5 + - хидразиний (1+)	HO 2 - - хидропероксид
N 2 H 6 + - хидразиний (2+)	HS - - хидросулфид
NH3OH + - хидроксиламин	N 3 - - азид
NO+ - нитрозил	NCS - - тиоцианат
NO 2 + - нитроил	O 2 2 - - пероксид
O 2+ - диоксигенил	O 2 - - супероксид
PH 4 + - фосфоний	O 3 - - озонид
VO 2+ - ванадил	OCN - - цианат
UO 2+ - уранил	OH - - хидроксид

За малък брой добре познати вещества също се използва специалензаглавия:

1. Киселинни и основни хидроксиди. соли

Хидроксидите са вид сложни вещества, които съдържат атоми на някакъв елемент Е (с изключение на флуор и кислород) и хидроксилни групи ОН; обща формула на хидроксиди E(OH) н, Където н= 1÷6. Форма на хидроксиди E(OH) нНаречен орто- форма; при н> 2 хидроксид също може да се намери в мета-форма, която включва, в допълнение към Е атоми и ОН групи, кислородни атоми О, например Е (ОН) 3 и ЕО (ОН), Е (ОН) 4 и Е (ОН) 6 и ЕО 2 (ОН) 2 .

Хидроксидите се разделят на две групи с противоположни химични свойства: киселинни и основни хидроксиди.

Киселинни хидроксидисъдържат водородни атоми, които могат да бъдат заменени с метални атоми, предмет на правилото за стехиометричната валентност. Повечето киселинни хидроксиди се намират в мета-форма и водородните атоми във формулите на киселинните хидроксиди са дадени на първо място, например H 2 SO 4, HNO 3 и H 2 CO 3, а не SO 2 (OH) 2, NO 2 (OH) и CO ( О) 2. Общата формула на киселинните хидроксиди е Н х EO при, където електроотрицателният компонент EO y x - наречен киселинен остатък. Ако не всички водородни атоми са заменени с метал, тогава те остават като част от киселинния остатък.

Имената на обикновените киселинни хидроксиди се състоят от две думи: собственото име с окончание "ая" и груповата дума "киселина". Ето формулите и правилните имена на обичайните киселинни хидроксиди и техните киселинни остатъци (тирето означава, че хидроксидът не е известен в свободна форма или в киселинен воден разтвор):

киселинен хидроксид	киселинен остатък
HAsO 2 - метаарсен	AsO 2 - - метаарсенит
H 3 AsO 3 - ортоарсен	AsO 3 3 - - ортоарсенит
H 3 AsO 4 - арсен	AsO 4 3 - - арсенат
	B 4 O 7 2 - - тетраборат
	ВiО 3 - - бисмутат
HBrO - бромид	BrO - - хипобромит
HBrO 3 - бромиран	BrO 3 - - бромат
H 2 CO 3 - въглища	CO 3 2 - - карбонат
HClO - хипохлорист	ClO- - хипохлорит
HClO 2 - хлорид	ClO2 - - хлорит
HClO 3 - хлорен	ClO3 - - хлорат
HClO 4 - хлор	ClO4 - - перхлорат
H 2 CrO 4 - хром	CrO 4 2 - - хромат
	НCrO 4 - - хидрохромат
H 2 Cr 2 O 7 - двухромен	Cr 2 O 7 2 - - дихромат
	FeO 4 2 - - ферат
HIO 3 - йод	IO 3 - - йодат
HIO 4 - метайод	IO 4 - - метапериодат
H 5 IO 6 - ортойод	IO 6 5 - - ортопериодат
HMnO 4 - манган	MnO4- - перманганат
	MnO 4 2 - - манганат
	MoO 4 2 - - молибдат
HNO 2 - азотен	НЕ 2 - - нитрит
HNO 3 - азот	НЕ 3 - - нитрат
HPO 3 - метафосфорен	PO 3 - - метафосфат
H 3 PO 4 - ортофосфорен	PO 4 3 - - ортофосфат
	НПО 4 2 - - хидроортофосфат
	H 2 PO 4 - - дихидроотофосфат
H 4 P 2 O 7 - дифосфорен	P 2 O 7 4 - - дифосфат
	ReO 4 - - перренат
	SO 3 2 - - сулфит
	HSO 3 - - хидросулфит
H 2 SO 4 - сярна	SO 4 2 - - сулфат
	HSO 4 - - хидрогенсулфат
H 2 S 2 O 7 - дисулфур	S 2 O 7 2 - - дисулфат
H 2 S 2 O 6 (O 2) - пероксодисяра	S 2 O 6 (O 2) 2 - - пероксодисулфат
H 2 SO 3 S - тиосяра	SO 3 S 2 - - тиосулфат
H 2 SeO 3 - селен	SeO 3 2 - - селенит
H 2 SeO 4 - селен	SeO 4 2 - - селенат
H 2 SiO 3 - метасилиций	SiO 3 2 - - метасиликат
H 4 SiO 4 - ортосилиций	SiO 4 4 - - ортосиликат
H 2 TeO 3 - телурен	TeO 3 2 - - телурит
H 2 TeO 4 - метателур	TeO 4 2 - - метателурат
H 6 TeO 6 - ортхотеллур	TeO 6 6 - - ортохотеллурат
	VO 3 - - метаванадат
	VO 4 3 - - ортованадат
	WO 4 3 - - волфрамат

По-рядко срещаните киселинни хидроксиди се наименуват според номенклатурните правила за комплексни съединения, например:

Имената на киселинните остатъци се използват за конструиране на имената на соли.

Основни хидроксидисъдържат хидроксидни йони, които могат да бъдат заменени с киселинни остатъци, предмет на правилото за стехиометричната валентност. Всички основни хидроксиди се намират в орто- форма; тяхната обща формула е M(OH) н, Където н= 1,2 (по-рядко 3,4) и М н+ е метален катион. Примери за формули и имена на основни хидроксиди:

Най-важното химично свойство на основните и киселинните хидроксиди е тяхното взаимодействие един с друг за образуване на соли ( реакция на образуване на сол), Например:

Ca(OH) 2 + H 2 SO 4 = CaSO 4 + 2H 2 O

Ca(OH) 2 + 2H 2 SO 4 = Ca(HSO 4) 2 + 2H 2 O

2Ca(OH)2 + H2SO4 = Ca2SO4(OH)2 + 2H2O

Солите са вид сложни вещества, които съдържат М катиони н+ и киселинни остатъци*.

Соли с обща формула М х(EO при)нНаречен средно аритметично соли и соли с незаместени водородни атоми - киселосоли. Понякога солите също съдържат хидроксидни и/или оксидни йони; такива соли се наричат основенсоли. Ето примери и имена на соли:

	Калциев ортофосфат
	Калциев дихидроген ортофосфат
	Калциев хидроген фосфат
	Меден (II) карбонат
Cu 2 CO 3 (OH) 2	Димеден дихидроксид карбонат
	Лантанов (III) нитрат
	Титанов оксид динитрат

Киселинните и основните соли могат да бъдат превърнати в средни соли чрез реакция с подходящия основен и киселинен хидроксид, например:

Ca(HSO 4) 2 + Ca(OH) = CaSO 4 + 2H 2 O

Ca 2 SO 4 (OH) 2 + H 2 SO 4 = Ca 2 SO 4 + 2H 2 O

Има и соли, съдържащи два различни катиона: те често се наричат двойни соли, Например:

2. Киселинни и основни оксиди

Оксиди Е хОТНОСНО при- продукти от пълна дехидратация на хидроксиди:

Киселинни хидроксиди (H 2 SO 4, H 2 CO 3) киселинни оксиди отговарят(SO 3, CO 2) и основни хидроксиди (NaOH, Ca (OH) 2) - основеноксиди(Na 2 O, CaO), а степента на окисление на елемент Е не се променя при преминаване от хидроксид към оксид. Пример за формули и имена на оксиди:

Киселинните и основните оксиди запазват солеобразуващите свойства на съответните хидроксиди при взаимодействие с хидроксиди с противоположни свойства или един с друг:

N 2 O 5 + 2NaOH = 2NaNO 3 + H 2 O

3CaO + 2H 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 O

La 2 O 3 + 3SO 3 = La 2 (SO 4) 3

3. Амфотерни оксиди и хидроксиди

Амфотерностхидроксиди и оксиди - химическо свойство, състоящо се в образуването на два реда соли от тях, например за алуминиев хидроксид и алуминиев оксид:

(a) 2Al(OH) 3 + 3SO 3 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O

(b) 2Al(OH) 3 + Na 2 O = 2NaAlO 2 + 3H 2 O

Al 2 O 3 + 2NaOH = 2NaAlO 2 + H 2 O

По този начин алуминиевият хидроксид и оксид в реакции (а) проявяват свойствата основенхидроксиди и оксиди, т.е. реагират с киселинни хидроксиди и оксиди, образувайки съответната сол - алуминиев сулфат Al 2 (SO 4) 3, докато в реакции (b) те също проявяват свойствата киселиненхидроксиди и оксиди, т.е. реагират с основен хидроксид и оксид, образувайки сол - натриев диоксоалуминат (III) NaAlO 2. В първия случай елементът алуминий проявява свойството на метал и е част от електроположителния компонент (Al 3+), във втория - свойството на неметал и е част от електроотрицателния компонент на формулата на солта ( AlO 2 -).

Ако тези реакции протичат във воден разтвор, тогава съставът на получените соли се променя, но присъствието на алуминий в катиона и аниона остава:

2Al(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = 2 (SO 4) 3

Al(OH) 3 + NaOH = Na

Тук комплексните йони 3+ - хексааквалуминиев (III) катион, - - тетрахидроксоалуминатен (III) йон са подчертани в квадратни скоби.

Елементите, които проявяват метални и неметални свойства в съединения, се наричат ​​амфотерни, те включват елементи от А-групите на периодичната система - Be, Al, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Po и др., като както и повечето елементи от B-групите - Cr, Mn, Fe, Zn, Cd, Au и др. Амфотерните оксиди се наричат ​​по същия начин като основните, например:

Амфотерни хидроксиди (ако степента на окисление на елемента надвишава + II) могат да бъдат намерени в орто- или (и) мета- форма. Ето примери за амфотерни хидроксиди:

Амфотерните оксиди не винаги съответстват на амфотерните хидроксиди, тъй като при опит за получаване на последните се образуват хидратирани оксиди, например:

Ако амфотерният елемент в съединението има няколко степени на окисление, тогава амфотерността на съответните оксиди и хидроксиди (и, следователно, амфотерността на самия елемент) ще бъде изразена по различен начин. При ниски степени на окисление хидроксидите и оксидите имат преобладаващи основни свойства, а самият елемент има метални свойства, така че почти винаги е включен в състава на катиони. При високи степени на окисление, напротив, хидроксидите и оксидите имат преобладаващи киселинни свойства, а самият елемент има неметални свойства, така че почти винаги е включен в състава на аниони. Така мангановият (II) оксид и хидроксид имат доминиращи основни свойства, а самият манган е част от катиони от тип 2+, докато мангановият (VII) оксид и хидроксид имат доминиращи киселинни свойства, а самият манган е част от MnO 4 - тип анион. На амфотерни хидроксиди със силно преобладаване на киселинни свойства се приписват формули и имена, моделирани след киселинни хидроксиди, например HMn VII O 4 - манганова киселина.

По този начин разделянето на елементите на метали и неметали е условно; Между елементите (Na, K, Ca, Ba и др.) с чисто метални свойства и елементите (F, O, N, Cl, S, C и др.) с чисто неметални свойства има голяма група елементи с амфотерни свойства.

4. Бинарни съединения

Широк тип неорганични сложни вещества са бинарни съединения. Те включват на първо място всички двуелементни съединения (с изключение на основни, киселинни и амфотерни оксиди), например H 2 O, KBr, H 2 S, Cs 2 (S 2), N 2 O, NH 3, HN 3, CaC2, SiH4. Електроположителните и електроотрицателните компоненти на формулите на тези съединения включват отделни атоми или свързани групи от атоми на един и същи елемент.

Многоелементни вещества, във формулите на които един от компонентите съдържа несвързани атоми на няколко елемента, както и едноелементни или многоелементни групи от атоми (с изключение на хидроксиди и соли), се считат за бинарни съединения, например CSO, IO 2 F 3, SBrO 2 F, CrO (O 2) 2, PSI 3, (CaTi) O 3, (FeCu) S 2, Hg (CN) 2, (PF 3) 2 O, VCl 2 (NH 2). По този начин CSO може да бъде представен като CS 2 съединение, в което един серен атом е заменен с кислороден атом.

Имената на бинарните съединения се конструират съгласно обичайните номенклатурни правила, например:

OF 2 - кислороден дифлуорид	K 2 O 2 - калиев пероксид
HgCl 2 - живачен (II) хлорид	Na 2 S - натриев сулфид
Hg 2 Cl 2 - диживачен дихлорид	Mg 3 N 2 - магнезиев нитрид
SBr 2 O - серен оксид-дибромид	NH 4 Br - амониев бромид
N 2 O - азотен оксид	Pb(N 3) 2 - оловен (II) азид
NO 2 - азотен диоксид	CaC 2 - калциев ацетиленид

За някои бинарни съединения се използват специални имена, чийто списък беше даден по-рано.

Химичните свойства на бинарните съединения са доста разнообразни, така че те често се разделят на групи по името на аниони, т.е. Отделно се разглеждат халогениди, халкогениди, карбиди, хидриди и др. Сред бинарните съединения има и такива, които имат някои характеристики на други видове неорганични вещества. По този начин съединенията CO, NO, NO 2 и (Fe II Fe 2 III) O 4, чиито имена са конструирани с помощта на думата оксид, не могат да бъдат класифицирани като оксиди (киселинни, основни, амфотерни). Въглеродният оксид CO, азотният оксид NO и азотният диоксид NO 2 нямат съответните киселинни хидроксиди (въпреки че тези оксиди са образувани от неметали C и N), нито образуват соли, чиито аниони биха включвали атоми C II, N II и N IV. Двоен оксид (Fe II Fe 2 III) O 4 - дижелезен (III) -железен (II) оксид, въпреки че съдържа атоми на амфотерния елемент - желязо в електроположителния компонент, но в две различни степени на окисление, в резултат на което , когато взаимодейства с киселинни хидроксиди, образува не една, а две различни соли.

Бинарни съединения като AgF, KBr, Na 2 S, Ba(HS) 2, NaCN, NH 4 Cl и Pb(N 3) 2 са изградени, подобно на солите, от истински катиони и аниони, поради което се наричат солеподобни бинарни съединения (или просто соли). Те могат да се разглеждат като продукти от заместването на водородните атоми в съединенията HF, HCl, HBr, H 2 S, HCN и HN 3. Последните във воден разтвор имат киселинна функция и затова техните разтвори се наричат ​​киселини, например HF (aqua) - флуороводородна киселина, H 2 S (aqua) - хидросулфидна киселина. Те обаче не принадлежат към типа киселинни хидроксиди и техните производни не принадлежат към солите в класификацията на неорганичните вещества.

2.1. Химически език и неговите части

Човечеството използва много различни езици. С изключение естествени езици(японски, английски, руски - повече от 2,5 хиляди общо), има също изкуствени езици, например есперанто. Сред изкуствените езици има езициразлични науки. И така, в химията те използват собствените си, химически език.
Химически език– система от символи и понятия, предназначени за кратко, стегнато и визуално записване и предаване на химическа информация.
Съобщение, написано на повечето естествени езици, е разделено на изречения, изреченията на думи и думите на букви. Ако наричаме изречения, думи и букви части на езика, тогава можем да идентифицираме подобни части в химическия език (Таблица 2).

Таблица 2.Части от химическия език

Невъзможно е да овладеете всеки език веднага; това се отнася и за химическия език. Затова засега ще се запознаете само с основите на този език: научете някои „букви“, научете се да разбирате значението на „думите“ и „изреченията“. В края на тази глава ще се запознаете с именахимичните вещества са неразделна част от химическия език. Докато изучавате химия, познанията ви за химическия език ще се разширяват и задълбочават.

ХИМИЧЕСКИ ЕЗИК.
1.Какви изкуствени езици знаете (освен тези, посочени в текста на учебника)?
2. Как естествените езици се различават от изкуствените?
3. Смятате ли, че е възможно да се опишат химически явления, без да се използва химически език? Ако не, защо не? Ако е така, какви биха били предимствата и недостатъците на такова описание?

2.2. Символи на химически елементи

Символът за химичен елемент представлява самия елемент или един атом от този елемент.
Всеки такъв символ е съкратено латинско наименование на химичен елемент, състоящо се от една или две букви от латинската азбука (за латинската азбука вижте Приложение 1). Символът се изписва с главна буква. Символите, както и руските и латинските имена на някои елементи са дадени в таблица 3. Там също е дадена информация за произхода на латинските имена. Няма общо правило за произношението на символите, следователно таблица 3 също показва „четенето“ на символа, т.е. как този символ се чете в химическата формула.

Невъзможно е името на елемента да се замени със символ в устна реч, но в ръкописни или печатни текстове това е разрешено, но не се препоръчва. В момента са известни 110 химични елемента, 109 от които имат имена и символи, одобрени от Международната Съюз за чиста и приложна химия (IUPAC).
Таблица 3 предоставя информация само за 33 елемента. Това са елементите, които ще срещнете първо, когато изучавате химия. Руските имена (по азбучен ред) и символите на всички елементи са дадени в Приложение 2.

Таблица 3.Имена и символи на някои химични елементи

Име
	латински		Писане
-	Писане	Произход	-	-
Азот	нитрогений	От гръцки "раждане на селитра"		"bg"
Алуминий	Алуминий	От лат. "стипца"		"алуминий"
Аргон	Аргон	От гръцки "неактивен"		"аргон"
Барий	Бариум	От гръцки "тежък"		"барий"
Бор	Борум	От арабски "бял минерал"		"бор"
Бром	бромум	От гръцки "вонящ"		"бром"
Водород	зхидрогений	От гръцки "раждане на вода"		"пепел"
Хелий	Тойлиум	От гръцки "слънце"		"хелий"
Желязо	Feррум	От лат. "меч"		"ферум"
злато	Auром	От лат. "изгаряне"		"аурум"
йод	азодум	От гръцки "виолетов"		"йод"
калий	Калиум	От арабски "луга"		"калий"
калций	оклций	От лат. "варовик"		"калций"
Кислород	Оксигений	От гръцки "генериращ киселина"		"О"
Силиций	Siлиций	От лат. "кремък"		"силиций"
Криптон	Криптон	От гръцки "скрит"		"криптон"
Магнезий	Ма жнезий	От името полуостров Магнезия		"магнезий"
Манган	Ма нганум	От гръцки "почистване"		"манган"
Мед	Cuслива	От гръцки име О. Кипър		"купрум"
Натрий	Naтриум	От арабски "перилен препарат"		"натрий"
Неон	неНа	От гръцки "ново"		"неон"
никел	Ni ccolum	От него. "Свети Никола Меден"		"никел"
живак	з ydrar ж yrum	лат. "течно сребро"		"хидраргирум"
Водя	Плум bхм	От лат. имена на сплав от олово и калай.		"отвес"
Сяра	Ссяра	От санскрит "запалим прах"		"ес"
Сребро	А r жентум	От гръцки " светлина"		"аргентум"
Въглерод	° Сарбонеум	От лат. "въглища"		"це"
Фосфор	Пфосфор	От гръцки "носител на светлина"		"пех"
Флуор	Елуорум	От лат. глагол "тече"		"флуор"
хлор	клорум	От гръцки "зеленикав"		"хлор"
хром	° Сч rомиум	От гръцки "багрило"		"хром"
Цезий	° Сае с ium	От лат. "небесно синьо"		"цезий"
Цинк	З i нсвършвам	От него. "калай"		"цинк"

2.3. Химични формули

Използва се за обозначаване на химически вещества химични формули.

За молекулярните вещества химическата формула може да означава една молекула от това вещество.
Информацията за дадено вещество може да варира, така че има различни видове химични формули.
В зависимост от пълнотата на информацията химичните формули се разделят на четири основни типа: протозои, молекулярно, структуренИ пространствен.

Долните индекси в най-простата формула нямат общ делител.
Индексът "1" не се използва във формулите.
Примери за най-простите формули: вода - H 2 O, кислород - O, сяра - S, фосфорен оксид - P 2 O 5, бутан - C 2 H 5, фосфорна киселина - H 3 PO 4, натриев хлорид (готварска сол) - NaCl.
Най-простата формула на водата (H 2 O) показва, че съставът на водата включва елемента водород(H) и елемент кислород(O) и във всяка част (частта е част от нещо, което може да бъде разделено, без да губи свойствата си.) вода, броят на водородните атоми е два пъти по-голям от броя на кислородните атоми.
Брой частици, включително брой атоми, обозначени с латинска буква н. Означаване на броя на водородните атоми – н H, а броят на кислородните атоми е нО, можем да напишем това

Или нЗ: нО=2:1.

Най-простата формула на фосфорната киселина (H 3 PO 4) показва, че фосфорната киселина съдържа атоми водород, атоми фосфори атоми кислород, а съотношението на броя на атомите на тези елементи във всяка част от фосфорната киселина е 3:1:4, т.е.

NH: нП: нО=3:1:4.

Най-простата формула може да бъде съставена за всяко отделно химично вещество, а за молекулно вещество, освен това, може да бъде съставена молекулярна формула.

Примери за молекулни формули: вода - H 2 O, кислород - O 2, сяра - S 8, фосфорен оксид - P 4 O 10, бутан - C 4 H 10, фосфорна киселина - H 3 PO 4.

Немолекулните вещества нямат молекулни формули.

Последователността на записване на символи на елементи в прости и молекулни формули се определя от правилата на химичния език, с които ще се запознаете, докато изучавате химия. Информацията, предадена от тези формули, не се влияе от последователността от символи.

От знаците, отразяващи структурата на веществата, ще използваме само засега валентен удар("тире"). Този знак показва наличието между атомите на т.нар ковалентна връзка(какъв тип връзка е това и какви са неговите характеристики, скоро ще разберете).

Във водната молекула един кислороден атом е свързан чрез прости (единични) връзки с два водородни атома, но водородните атоми не са свързани един с друг. Именно това ясно показва структурната формула на водата.

Друг пример: сярната молекула S8. В тази молекула 8 серни атома образуват осемчленен пръстен, в който всеки серен атом е свързан с два други атома чрез прости връзки. Сравнете структурната формула на сярата с триизмерния модел на нейната молекула, показан на фиг. 3. Моля, обърнете внимание, че структурната формула на сярата не предава формата на нейната молекула, а само показва последователността на свързване на атомите чрез ковалентни връзки.

Структурната формула на фосфорната киселина показва, че в молекулата на това вещество един от четирите кислородни атома е свързан само с фосфорния атом чрез двойна връзка, а фосфорният атом от своя страна е свързан с още три кислородни атома чрез единични връзки . Всеки от тези три кислородни атома също е свързан чрез проста връзка с един от трите водородни атома, присъстващи в молекулата.

Сравнете следния триизмерен модел на молекула метан с нейната пространствена, структурна и молекулна формула:

В пространствената формула на метана клиновидни валентни щрихи, сякаш в перспектива, показват кой от водородните атоми е „по-близо до нас“ и кой е „по-далеч от нас“.

Понякога пространствената формула показва дължините на връзките и ъглите между връзките в една молекула, както е показано в примера на водна молекула.

Немолекулните вещества не съдържат молекули. За удобство на химичните изчисления в немолекулно вещество, т.нар формулна единица.

Примери за състава на формулни единици на някои вещества: 1) силициев диоксид (кварцов пясък, кварц) SiO 2 – формулна единица се състои от един атом силиций и два атома кислород; 2) натриев хлорид (готварска сол) NaCl – формулната единица се състои от един атом натрий и един атом хлор; 3) желязо Fe - формулна единица се състои от един железен атом Подобно на молекулата, формулната единица е най-малката част от веществото, която запазва своите химични свойства.

Таблица 4

Информация, предадена чрез различни видове формули

Тип формула	Информация, предадена от формулата.
Най-простият Молекулярна Структурни Пространствени		Атомите на кои елементи изграждат веществото. Връзки между броя на атомите на тези елементи. Броят на атомите на всеки елемент в една молекула. Видове химични връзки. Последователността на свързване на атоми чрез ковалентни връзки. Множество ковалентни връзки. Взаимно разположение на атомите в пространството. Дължини на връзките и ъгли между връзките (ако са посочени).

Нека сега разгледаме, използвайки примери, каква информация ни дават различните видове формули.

1. Вещество: оцетна киселина. Най-простата формула е CH 2 O, молекулна формула е C 2 H 4 O 2, структурна формула

Най-простата формулани казва това
1) оцетната киселина съдържа въглерод, водород и кислород;
2) в това вещество броят на въглеродните атоми се отнася към броя на водородните атоми и броя на кислородните атоми, като 1: 2: 1, т.е. нЗ: н° С: нО = 1:2:1.
Молекулярна формуладобавя, че
3) в молекула на оцетна киселина има 2 въглеродни атома, 4 водородни атома и 2 кислородни атома.
Структурна формуладобавя, че
4, 5) в една молекула два въглеродни атома са свързани един с друг чрез проста връзка; единият от тях освен това е свързан с три водородни атома, всеки с единична връзка, а другият с два кислородни атома, единият с двойна връзка, а другият с единична връзка; последният кислороден атом все още е свързан чрез проста връзка с четвъртия водороден атом.

2. Вещество: натриев хлорид. Най-простата формула е NaCl.
1) Натриевият хлорид съдържа натрий и хлор.
2) В това вещество броят на натриевите атоми е равен на броя на хлорните атоми.

3. Вещество: желязо. Най-простата формула е Fe.
1) Това вещество съдържа само желязо, тоест е просто вещество.

4. Вещество: триметафосфорна киселина . Най-простата формула е HPO 3, молекулна формула е H 3 P 3 O 9, структурна формула

1) Триметафосфорната киселина съдържа водород, фосфор и кислород.
2) нЗ: нП: нО = 1:1:3.
3) Молекулата се състои от три водородни атома, три фосфорни атома и девет кислородни атома.
4, 5) Три фосфорни атома и три кислородни атома, редуващи се, образуват шестчленен цикъл. Всички връзки в цикъла са прости. Освен това всеки фосфорен атом е свързан с още два кислородни атома, единият с двойна връзка, а другият с единична връзка. Всеки от трите кислородни атома, свързани с прости връзки с фосфорни атоми, също е свързан с проста връзка с водороден атом.

Фосфорна киселина – H3PO4(друго име е ортофосфорна киселина) е прозрачно, безцветно, кристално вещество с молекулярна структура, което се топи при 42 o C. Това вещество се разтваря много добре във вода и дори абсорбира водни пари от въздуха (хигроскопично). Фосфорната киселина се произвежда в големи количества и се използва предимно в производството на фосфатни торове, но също така и в химическата промишленост, в производството на кибрит и дори в строителството. В допълнение, фосфорната киселина се използва в производството на цимент в зъботехниката и е включена в много лекарства. Тази киселина е доста евтина, така че в някои страни, като Съединените щати, много чиста фосфорна киселина, силно разредена с вода, се добавя към освежителните напитки, за да замени скъпата лимонена киселина.

Метан - CH 4.Ако имате газова печка у дома, тогава се сблъсквате с това вещество всеки ден: природният газ, който гори в горелките на вашата печка, се състои от 95% метан. Метанът е газ без цвят и мирис с точка на кипене –161 o C. Когато се смеси с въздух, той е експлозивен, което обяснява експлозиите и пожарите, които понякога се случват във въглищни мини (друго име за метана е пожар). Третото наименование на метана - блатен газ - се дължи на факта, че мехурчетата от този газ се издигат от дъното на блатата, където се образува в резултат на дейността на определени бактерии. В промишлеността метанът се използва като гориво и суровина за производството на други вещества. Метанът е най-простият въглеводород. Този клас вещества включва също етан (C 2 H 6), пропан (C 3 H 8), етилен (C 2 H 4), ацетилен (C 2 H 2) и много други вещества.

Таблица 5.Примери за различни видове формули за някои вещества-