Хімія. Повторне видання. 7 клас. Попель

§ 17. Хімічні формули

Дізнаєтеся, зрозумієте, використаєте

Що таке хімічна формула і як її читати?
Як характеризувати склад речовини за хімічною формулою?

Хімічна формула. Кожна речовина має назву. Але за назвою не можна визначити, наприклад, скільки і яких атомів міститься в молекулі речовини. Відповіді на це та інші запитання дає особливий запис — хімічна формула.

Хімічна формула — це позначення атома, молекули, речовини за допомогою символів хімічних елементів та індексів.

Хімічною формулою атома є символ відповідного елемента. Наприклад, атом Алюмінію позначають символом Аl, атом Силіцію — символом Si. Такі формули мають також прості речовини цих елементів (вони складаються з атомів) — метал алюміній, неметал силіцій.

Хімічна формула молекули простої речовини містить символ елемента і нижній індекс — маленьку цифру, записану нижче і справа від символу. Індекс указує на кількість атомів елемента в молекулі.

Молекула кисню складається з двох атомів Оксигену. Її хімічна формула — О₂. Цю формулу читають, вимовляючи спочатку символ елемента, потім — індекс: «о-два». Формулою О₂ позначають не лише молекулу, а й речовину кисень.

Із двоатомних молекул складаються також прості речовини Гідрогену, Нітрогену, Флуору, Хлору, Брому, Йоду. В озоні містяться триатомні молекули (§ 15), білому фосфорі — чотириатомні, а сірці — восьмиатомні.

• Напишіть хімічні формули озону, білого фосфору і сірки.

• Молекули фулеренів — простих речовин Карбону — складаються з десятків атомів: C₆₀, C₇₀ та ін.

У формулі молекули складної речовини записують символи елементів, атоми яких містяться в ній, а також індекси. Молекула вуглекислого газу складається з одного атома Карбону і двох атомів Оксигену (§ 16). Її хімічна формула — СО₂ («це-о-два»). Формула молекули вуглекислого газу є також формулою самої речовини.

• Якщо молекула містить один атом елемента, то індекс 1 після його символу в хімічній формулі не пишуть.

Ви можете запитати, чому формула молекули води — Н₂О, а не НО. Відповідь знайдете за покликанням у QR-коді.

academia-book.club/pdf/valentnost.pdf

• Складіть хімічну формулу молекули амоніаку, у якій є один атом Нітрогену і три атоми Гідрогену.

• Змоделюйте молекулу борної кислоти H₃BO₃.¹ Зобразіть атоми кульками різного кольору (кольори атомів Гідрогену та Оксигену — такими, як на малюнку 53, б, с. 81). Атом Бору з’єднайте з трьома атомами Оксигену, а кожний атом Оксигену — ще й з атомом Гідрогену. Атоми Оксигену розмістіть так, щоб, подумки з’єднавши їх центри, отримали рівносторонній трикутник.

¹Розчин цієї кислоти — дезінфекційний засіб.

Деякі хімічні формули містять круглі дужки. Індекс після дужок указує на кількість груп атомів, які в них зазначені. Так, у формулі Са(ОН)₂ є дві групи атомів ОН, а у формулі Αl(ΝΟ₃)₃ — три групи атомів ΝΟ₃. Першу формулу читають «кальцій-о-аш-двічі» (але не «кальцій-о-аш-два»), другу — «алюміній-ен-о-три-тричі».

• Прочитайте такі хімічні формули: Cl₂, KI, Na₂CO₃, (NH₄)₃PO₄, Ca(NO₂)₂.

• Відшукайте в інтернеті символи хімічних елементів, запропоновані Дж. Дальтоном у 1803 р. Спробуйте скласти з них формули води і вуглекислого газу. Чому, на вашу думку, науковці невдовзі відмовилися від символів Дальтона?

Іноді хімічні формули містять не символи елементів, а «сторонні» літери, а також літери-індекси. Такі формули називають загальними. Приклади формул цього типу: ЕСl_n, Е_mО_n, С_хН_у. Першою формулою позначають групу сполук елементів із Хлором, друга є загальною для сполук елементів з Оксигеном, а третю використовують, якщо хімічна формула сполуки Карбону з Гідрогеном невідома або її необхідно встановити.

У періодичній таблиці (форзац І) містяться рядки із загальними формулами сполук елементів з Гідрогеном (наприклад, НЕ, Н₂Е) та Оксигеном (Е₂О, ЕО тощо).

Для позначення двох окремих атомів Алюмінію чи трьох молекул вуглекислого газу використовують записи 2Аl, 3СО₂. Цифру перед хімічною формулою називають коефіцієнтом. Коефіцієнт 1, як і індекс 1, не пишуть.

• Що означають записи 2Н, 2Н₂, N₂, Li, 4Cu, 3Н₂О?

Якісний і кількісний склад речовини. Ви вже знаєте, що хімічна формула містить інформацію про склад молекули, а отже, і відповідної речовини. Характеризуючи якісний склад молекули (речовини), називають елементи, якими вона утворена, а характеризуючи кількісний склад, зазначають:

кількість атомів кожного елемента в молекулі;
відношення кількостей атомів різних елементів у молекулі (речовині).

• Галузь хімії, предметом якої є експериментальне визначення складу речовин, називають аналітичною хімією.

Працюємо разом

Вправа. Охарактеризувати хімічний склад сечовини CO(NH₂)₂ (речовина молекулярної будови).

Розв’язання

Сечовина CO(NH₂)₂ утворена чотирма елементами — Карбоном, Оксигеном, Нітрогеном і Гідрогеном (це якісний склад). Молекула речовини містить по одному атому Карбону та Оксигену, два атоми Нітрогену і чотири атоми Гідрогену. Відношення їх кількості в молекулі й у самій речовині —

N(С) : N(O) : N(N) : N(Η) = 1 : 1 : 2 : 4 (кількісний склад).

• Похилою літерою N позначають кількість частинок — атомів, молекул.

ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ

Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, сформулюйте в зошиті висновки про хімічні формули, якісний і кількісний склад речовин.

ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ

Перевірте себе

121. Яку інформацію надає хімічна формула про атом, молекулу, речовину?

122. На упаковці добрива «амофос» є хімічні формули речовин-компонентів — ΝΗ₄Η₂ΡΟ₄ і (NH₄)₂HPO₄. Прочитайте кожну формулу.

Аналізуйте

123. Чим відрізняється хімічна формула від математичної?

124. Увідповідніть формулу речовини і кількість хімічних елементів, що утворюють цю речовину:

Формула речовини