3. Графическое изображение молекул. Графическая химическая формула


Формула химическая графическое изображение - Справочник химика 21

    Валентность, Понятие об эквиваленте. Грамм-эквивалент, Химические формулы. Определение валентности элементов по формулам их соединений. Составление формул ио валентности. Графическое изображение формул. Химические уравнения. Составление уравнений химических реакций. [c.11]

    Химические формулы 7, 171 —172, 179—181, 185 Графическое изображение формул 26, 53, 64, 185. [c.186]

    Язык графических изображений стругстурных формул, принятый со времен Бутлерова, верно н наглядно передавал распределение межатомных связей в органических соединениях. Потому-то он до сих пор служит химпку-органику в его созидательной работе. Но тогда уже было ясно, что этот язык весьма скупо раскрывал сущность химических взаимоотношений атомов в молекуле. [c.195]

    Графическое изображение простейших структур гидроксидов и солей кислородных кислот должно подчиняться правилу, основанному на представлениях о степени окисления атомов химических элементов. Так, графические формулы сульфата меди и гидроксида алюминия, изображенные в соответствии со степенями окисления (формальными зарядами) элементов [c.265]

    Графические формулы служат для более наглядного изображения химического соединения. При таком изображении символы элементов соединены черточками, изображающими связующие электронные пары. Количество черточек у каждого элемента равно его валентности в данном соединении. Графическая формула показывает последовательность соединения атомов друг с другом в молекуле (табл. 12). [c.26]

    Графическое изображение мы применяли для записи реакций, чтобы наглядно представить перегруппировку атомов при реакциях. При такой форме записи с помощью незначительных изменений можно очень просто и наглядно, хотя и недостаточно подробно, показать результат реакции. Химическим формулам отдают предпочтение перед изображением атомов и молекул. Так, формула элементарного Ъодорода — На, элементарного кислорода — Оа и воды — НаО. Используя для обозначения молекул формулы, рис. 3-3 можно заменить следующими выражениями  [c.63]

    В одном из приближенных методов решения уравнения Шредингера (2), в так называемом методе валентных схем, вводятся спин-функции и их графические изображения ( валентные схемы ), причем эти графические изображения спин-функций метода валентных схем внешне напоминают формулы химического строения классической теории. В литературе распространено мнение, что спин-функции метода валентных схем являются квантово-механическими аналогами понятия порядка химической связи классической теории, а их графи- [c.48]

    У каждого из них имеются свои достоинства и недостатки. Пользование молекулярными моделями помогает в создании образного представления об истинной объемной структуре молекулы в трехмерном пространстве. Тем не менее было бы затруднительно пользоваться для изображения пространственного строения молекул только молекулярными моделями. Для графического изображения пространственного строения органических молекул на плоскости привлекают стерео-химические и проекционные формулы. [c.59]

    Гипотеза о том, что квантово-механическим аналогом понятия порядка химической связи атомов в молекуле является спин-функция или некоторое среднее из набора спин-функций. Следующее из этой гипотезы положение о том, что квантово-механическим аналогом формулы химического строения классической теории является графическое изображение спин-функции или некоторое среднее взвешенное из определенного набора таких изображений. [c.26]

    Очевидно, что эти графические изображения внешне аналогичны формулам химического строения, которые можно написать для молекулы Нг [c.53]

    Следовательно, в противоположность тому, что часто утверждается, в методе валентных схем между спин-функциями и их графическими изображениями, с одной стороны, и порядком химической связи атомов и формулой химического строения, с другой, нельзя установить однозначного соответствия. [c.56]

    Несостоятельность положения о том, что спин-функции и их графические изображения в методе валентных схем будто бы являются квантово-механическими аналогами понятий порядка химической связи и формулы строения показана выше на простейшем примере молекулы Нг и элементарном варианте метода валентных схем. Однако это может быть сделано аналогичным путем и для более общих вариантов метода валентных схем по отношению к любым многоядерным химическим частицам. [c.56]

    Нетрудно показать, что экспериментальные данные также опровергают попытки трактовать спин-функции метода валентных схем и их графические изображения как квантовомеханические аналоги понятий порядка химической связи и формулы строения соответственно. [c.56]

    Через несколько месяцев после выступления Бутлерова на заседании Химического общества в Париже была опубликована статья Купера [19], в которой он подверг критике теорию типов и указал, что для понимания химических свойств соединений необходимо учитывать химическое сродство элементов, из которых состоит соединение, избирательность сродства и валентность. Независимо от Кекуле Купер пришел к выводу о четырехвалентности углерода и о способности углеродных атомов соединяться друг с другом. Исходя из этих положений, Купер предложил для изображения органических соединений графические формулы, в которых впервые была сделана попытка изображать валентные связи черточками или пунктиром, например  [c.27]

    Таким образом, экспериментальные факты, число которых можно было бы значительно увеличить, опровергают положение о том, что спин-функции метода валентных схем и их графические изображения являются квантово-механическими аналогами понятий порядок химической связи и формула химического строения классической теории. [c.57]

    В остальном детали графического изображения химического строения молекулы не предопределяются теорией химического строения и должны выбираться в зависимости от свойств и реального состояния молекулы, в зависимости от тех особенностей их химического строения, которые должны быть переданы формулой химического строения. [c.38]

    Сложной проблемой является графическое изображение структурной формулы бензола и его производных. В формуле Кекуле, предложенной для бензола более ста лет назад, подразумевается, что бензол действительно является циклогексатриеном. Это представление, однако, не объясняет физических и химических свойств бензола, и долгое время считалось, что двойные связи могут осциллировать внутри кольца следующим образом  [c.25]

    Формулы химического строения классической теории. Для графического изображения последовательности и кратности главных взаимодействий — химических связей атомов в молекулах вво дятся так называемые формулы химического строения. В этих формулах эффективные атомы, входящие в состав молекул, изобра жаются символами соответствующих химических элементов, а главные взаимодействия, имеющие место между определенными парами атомов (химические связи), изображаются таким числом [c.50]

    Способы изображения циклических форм моносаха-идов Графическое изображение циклических форм вызы-ает определенные трудности Самый простой способу с по-ющью проекционных формул Фишера, предполагает тран-формацию проекционной формулы открытой формы мо-озы в циклическую и применение изогнутой линии для зображения химических связей, образуемых атомом кис-орода, входящим в цикл [c.759]

    О том, что создание на основе учения об атомности теории химического строения было вполне своевременным, свидетельствует и работа венского физика Лошмидта Конституционные формулы органической химии в графическом изображении — первая часть его Химических исследований , которая вышла в 1861 г. в Вене отдельной брошюрой в издании автора. Так как оригинальное издание представляет собой библиографическую редкость, мы даем ссылки на ее переиздание, с ценными примечаниями Аншюца, в Оствальдовской серии Классиков точных наук [30]. Работа Лошмидта вышла, по-видимому, в самом конце 1861 г., потому что в hemis hes entralblatt на нее дана ссылка позднее, чем на доклад Бутлерова О химическом строении веществ , прочитанный в сентябре того же года. Тем не менее нет ни малейшего сомнения в том, что работа Лошмидта имеет вполне самостоятельное значение, хотя из содержания ее видно, что он тщательно следил за химической литературой вплоть до середины 1861 г. (хотя ссылок на теоретические работы Кекуле и других химиков у него нет). [c.90]

    Всякое графическое изображение конечного множества некоторых элементов и взаимосвязей между ними можно назвать графом. Графы характеризуют какое-то определенное состояние системы (план местности, карту электрических цепей, административное деление), взаимосвязи атомов в химических соединениях (структурные формулы, кристаллические структуры), план некоторых действий (расписание спортивных игр, карта путешествия, последовательность операций). Граф в общем случае состоит из вершин (узлов) — условных изображений составляющих его элементов и ребер — линий, соединяющих все или некоторые эти вершины. Вершины, соединенные данным ребром, называют смежными. Г ебра, имеющие определенное направление, указывающие на порядок взаимодействия вершин (направление пути, степень подчиненности и т. п.), называются ориентированными ребрами, они изображаются стрелками (около или на них). Граф, содержащий ориентированные ребра, именуют ориентированным (орграфом). В нем каждому ребру может быть приписан определенный физический смысл. Возможно сочетание в графе ориентированных и неориентированных ребер. [c.169]

    Несмотря на славу, Кекуле-оставался скромным человеком и никогда не преувеличивал своих личных заслуг. Он чувствовал себя звеном в общей цепи исследователей, всегда рассматривал свою работу в связи с работами своих современников и предшественников. Он знал, что в России химик Бутлеров в тяжелых условиях получил ценные сведения о химической структуре органических соединений . Он ценил работы Франкланда и Купера. Позже Кекуле узнал, что уже в 1861 году физик Лошмидт в своей работе Структурные формулы в органической химии в графическом изображении рассматривал бензол как кольцо и предположил существование шестивалентного бензольного ядра . Но представления Лошмидта оставались несовершенными, и он был недостаточно твердо убежден в их справедливости, чтобы развивать дальше. Кекуле утверждал Мы все стоим на плечах наших предшественников, и поэтому не удивительно, что видим [c.102]

    Рис. 67 и 68 дают вполне наглядное представление о строении коллоидных частиц и мицелл. Но изображение их довольно громоздкое, гребует много места и времени. Поэтому мицеллы чаще изображают в виде так называемых коллоидно-химических формул. Коллоиднохимические формулы имеют такое же отношение к приведенным рисункам, как валовые формулы химических соединений к графическим (структурным) формулам, например НаО и Н—О—Н. Для рассмотренных случаев [c.239]

    Первым процессором является блок кодирования структурной химической информации. При рассмотреинн структурной формулы химик видит (т. е. зрительно выделяет) различш.ю ее фрагменты, взаиморасположение различных фрагментов (гетероатомов, заместителей и т. д.). Для моделирования на ЭВМ видения структурной формулы, ее анализа, классификации и т. д. необходимо нро 1 л,е всего представить структурную формулу и виде линейного набора символов (линейной записи, кода), доступного д.тя машинного погшмаиия , т. е. допускающего формализованный (алгоритмический) анализ. Совокупность грамматических правил и соответствующей лексики, позволяющая прообразовать графическое изображение структурной формулы в линейную запись, называется входным языком или системой кодирования органических соединений. В качестве блока кодирования АИС может служить оператор, использующий соответствующую систему кодирования, или полуавтомат (папример, специализированная пишущая машинка), или устройство автоматического считывания графи- [c.39]

    Ш. Мариньяк открыл редкоземельный элемент иттербий. Дж. Гиббс вывел формулу для определения тепловых эффектов химических процессов, протекающих в гальванических элементах предложил графическое изображение состояния трехкомпонентной системы (треугольник Гиббса). [c.565]

    Хотя структура данных в нашей программе довольно проста, необходимо ввести сравнительно много данных, описывающих общие химические фрагменты. Для облегчения этой задачи мы адаптировали стандартную подпрограмму обработки графического отображения для передачи схематического изображения структурной формулы машине APPLE(TM), которая будет передавать информацию ЭВМ YBER 720 Университета шт. Виргиния. Основной процесс обработки данных осуществляется с помощью локальной версии лисп Университета шт. Техас (версия 5.1). [c.533]

    В зависимости от той или иной машинной формы записи структурной формулы алгоритмы генерации выходной двумерной диаграммы структурной формулы будут иметь определенные особенности. Вместе с тем в этих алгоритлшх многое должно быть общим в связи с тем, что конечный результат работы алгоритма— двумерное изображение — в принципе одинаково для различных ИПС. При реализации любого алгоритма приходится сталкиваться с примерно аналогичными трудностями. Немало общего должно быть у алгоритмов вывода структурной химической информации и алгоритмов вывода других видов графической информации. [c.173]

    Информация с бланка должна быть введена в автоматизированную йнформационную систему. Для этого, по-видимому, рационально использовать графические, бескодовые методы, в частности, читающие автоматы, химические пишущие машинки или методы графического ввода [112]. При графическом вводе структурные формулы рисуются оператором на плоскости при помощи специальной головки, непосредственно связанной с ЭВМ, и их изображения появляются на экране катодной трубки. Аналогичным Ьбразом функционируют устройства, снабженные световым пером , также дающим изображения на экране катодной трубки. Представляется возможным графически вводить структурные уравнения реакций с выделенными образующимися и разрывающимися связями и с использованием переменных радикалов. Структурные единицы, соответствующие значениям этих радикалов в отдельных реакциях, объединяемых данным уравнением, вводятся аналогично. Текстовая часть регистрационных бланков, содержащая информацию об условиях проведения реакций, свойствах соединений и т. п., может быть введена при помощи устройства типа пишущей машинки, также связанной с ЭВМ. Одна ЭВМ может быть связана с достаточно большим числом выносных пультов, а также с устройством графического вывода, позволяющим получить из машины изображения химических структурных формул в привычном для химика виде. Для этих целей было использовано устройство типа графопостроителя [112]. При массовом вводе химической информации более эффективным для контрольного вывода может оказаться быстродействующее фотонаборное устройство, управляемое ЭВМ. [c.230]

    Действенным оказалось [112] применение методов непосредственного графического ввода и вывода химической структурной информации, описанных в конце гл. 10. Структурная формула целевого соединения вводится в ЭВМ при помощи электростатического пера, причем и в процессе рисования формулы ее изображение появляется па экране катодной трубки. Структурная информация, вырабатываемая машиной в процессе решения задачи, выводится на экраны. Это формулы возможных соединений-предшественников и диаграммы (в частности, деревья) синтеза. Приказы химика также вводятся при помощи механического пера путем указания на одно из возможных командных слов, высвечиваемых на нескольких экранах. Для фиксации на бумаге структурных формул и выбранных вариантов диаграмм синтеза используется управляемый ЭВМ графопостроитель. Процедуры ввода и вывода структурных формул (с записью на бумаге) занимают немного времени. Ввод формулы слонаюго органического соединения занимает порядка 30 сек, а вывод через графопостроитель — около 2 сек на структуру. [c.295]

    Почему же получается та что из молекулярной формулы совсем не обязательно удается вывести структурную формулу вещества Ответ на этот вопрос состоит в том, что молекулярная формула не содержит никаких сведений относительно расположения атомов в молекуле, а во всех случаях, за исключением самых простых, набор атомов, представленный в молекулярной формуле, может располагаться более чем одним способом без нарушения правил валентности, выражающих способность атомов связываться друг с другом. Так, если взять молекулярную формулу из вышеприведенного примера, т. е. С2Н4С12, то можно написать две различные структурные формулы (рис. 1.2, й и б), причем обе они соответствуют молекулярной формуле С2Н4С1г и правилам четырехвалентности углерода и одновалентности водорода и хлора. Эти две структуры в действительности соответствуют двум реально существующим и различным веществам, обладающим неодинаковыми физическими и химическими свойствами. О таких веществах говорят, что они являются изомерами друг друга. Изомерия, смысл которой заключается в том, что несколько отличных друг от друга веществ обладают одной и той же молекулярной формулой, очень широко распространена в органической химии, и это обстоятельство резко ограничивает полезность молекулярной формулы. Поэтому для вещества обычно необходимо приводить структурную формулу (иначе называемую графической или формулой строения), иногда в сжатом виде. В сжатой формуле изображаются не все связи между атомами, но приводятся все необходимые детали для однозначного изображения расположения атомов. Так, например, приведенные ниже формулы являются сжатыми формулами изомеров, представленных в виде полных формул на рис. 1.2, и они полностью отображают разницу между этими изомерами. [c.16]

chem21.info

Как составлять графические формулы

В графических (структурных) формулах электронная пара, образующая связь между атомами, обозначается черточкой. Графические формулы дают наглядное представление о порядке связей между атомами вещества и особенно широко используются в органической химии. Углеводороды при одинаковом наборе атомов могут сильно отличаться по строению молекул. Эти различия хорошо отражают структурные формулы.

Инструкция

  • Рассмотрите порядок составления графической формулы на примере фосфата магния. Его химическая формула – Mg3(PO4)2. Сначала нарисуйте структурную формулу для ортофосфорной кислоты, которая образовала эту соль. Для этого определите валентность фосфора в h4PO4. Водород является донором электронов, он одновалентен. Кислород – акцептор электронов, у него валентность равна 2. Значит, четыре молекулы кислорода присоединяют восемь электронов. Три из них дает водород, остальные пять – фосфор. Следовательно, фосфор пятивалентен.
  • Напишите символ фосфора. От него нужно нарисовать пять черточек, обозначающих электронные связи. Три из них забирают группы –OH. Остаются еще две черточки и один атом кислорода, с которым фосфор и соединяется двойной связью.
  • Затем составьте графическую формулу фосфата магния. В молекуле соли три атома металла связаны с двумя кислотными остатками. Запишите в строку три символа, обозначающих магний. Магний двухвалентен - от каждого символа должны отходить по две черточки-связи. В молекуле соли магний вытесняет из кислоты водород и встает на его место. Каждый кислотный остаток забирает по три связи. Чтобы проверить себя, сосчитайте количество атомов в получившейся структурной формуле. Оно должно совпасть с числом атомов в химической формуле.
  • В органической химии при написании графических формул принято не обозначать связь с атомами водорода. На рисунке показаны примеры таких структурных формул органических соединений.

completerepair.ru

3. Графическое изображение молекул - Вопрос 10. Химические формулы и уравнения - Общая и органическая химия - Лекции 1 курс - Medkurs.ru

При графическом изображении молекул кислородсодержащих кислот необходимо помнить, что атомы водорода, способные замещаться металлом, всегда соединяются с кислотообразующим элементом через атом кислорода:

В молекулах оснований гидроксильная группа (ОН)- всегда присоединяется к атому металла посредством атома кислорода:

Ниже приведены графические формулы сульфата железа (III) Fe2(SO4)3 (а), гипохлорита магния Mg(OCl)2 (б).

 

 

Следует однако иметь в виду, что графическое изображение формул не всегда отражает действительное расположение и связи атомов в молекуле вещества. Поэтому нельзя отождествлять графическое изображение со структурной формулой. Совпадение графического изображения со структурной формулой наблюдается у веществ с молекулярным типом кристаллической решетки. У этих соединений молекулы, находящиеся в углах кристаллической решетки, сравнительно слабо связаны между собой. Молекулярные кристаллические решетки имеют многие кислоты, оксиды неметаллов и большинство органических соединений.

При написании формул соединений с ионным типом кристаллической решетки (солей, оснований, оксидов металлов) ограничиваются графическим изображением, так как у этих соединений весь кристалл представляет собой гигантскую молекулу. Находящиеся в узлах кристаллической решетки ионы симметрично окружены противоположно заряженными ионами.

Далее по теме:

www.medkurs.ru

Валентность элементов. Графические формулы веществ

    Зная валентность элементов и правило валентно ти, можно составлять графические формулы веществ. [c.20]

    Графические формулы веществ — это формулы, которые показывают порядок соединения атомов в молекуле и валентность каждого элемента. [c.20]

    То же, что о хлориде натрия, можно сказать о всех соединениях, которые имеют ионные кристаллические решетки (окислы металлов, основания, соли). Так, формула 0=А1—О—А1=0 не является структурной это ионное соединение, и в кристаллической решетке отсутствуют молекулы окиси алюминия. Написанная формула есть лишь графическое изображение, показывающее, что атомы алюминия не связаны между собой, а связаны с атомами кислорода не соединены между собой и атомы кислорода, они соединены с атомами алюминия. Формула указывает валентность элементов, но не указывает порядка соединения атомов друг с другом в веществе (это отражает очень сложная структурная формула). [c.84]

    В статье О конституции и превращениях химических соединений и о химической природе углерода в 1858 г. Кекуле писал Я считаю, что в настоящее время главной задачей химии не является обнаружение атомных групп, которые, вследствие некоторых своих свойств, могут быть рассматриваемы как радикалы, и причисление соединений к некоторым типам, которые едва ли при этом имеют иное значение, кроме как образца формулы. Напротив, я полагаю, что необходимо распространить размышление и на строение самих радикалов из природы элементов должна быть выведена как природа радикалов, так и их соединений . Исходным пунктом для этого Кекуле считал основность элемента (валентность), а в отношении органических соединений прежде всего — природу углерода. Кекуле высказал также ряд других верных мыслей о связи атомов, выражая ее графическими формулами. Однако своим формулам Кекуле не придавал значения формул строения, он стремился выразить ими только реакционную способность. Так, он писал Рациональные формулы имеют своей целью дать определенное представление о химической природе соединения, следовательно, о его метаморфозах и отношениях, в которых оно находится к другим телам... При этом, естественно, необходимо иметь в виду, что рациональные формулы — это лишь формулы превращений, а не конституционные формулы, что они являются лишь средством выражения для метаморфоз тел и результатов сравнения различных веществ между собою что они ни в коем случае не должны выражать конституцию, т. е. расположение атомов в соответствующем соединении . [c.59]

    Особенно распространено в химии понятие функции — главное понятие математического анализа. Оно отражает как внутренние, так и внешние связи и зависимости химических веществ и явлений. Законы естествознания, и в частности химии, как отражающие глубокие, коренные, устойчивые взаимосвязи, с точки зрения их принципиального математического характера, суть функции. По существу любой закон естествознания есть выражение определенной функциональной зависимости. Последняя постоянно встречается при рассмотрении количественных отношений. Так, периодический закон отражает количественные отношения, функциональную зависимость свойств вещества (в том числе и химических) от величины заряда ядра атомов элементов. При этом величина заряда ядра выступает как аргумент, а численные значения свойств (например, валентности, электроотрицательности, температуры плавления и т. д.) —как его функции. Существуют различные способы задания функциональной зависимости аналитический, табличный и графический. Аналитический способ задания функции широко применяется в химии. Заключается он в том, что зависимость между переменными величинами выражается формулой или уравнением. Например, прямо пропорциональная зависимость двух величин дается формулой [c.104]

    Нельзя писать структурную формулу МаС1 как Ма—С1. В кристалле поваренной соли молекулы отсутствуют. В узлах кристаллической решетки соли расположены ионы N3+ и С1 , причем каждый ион натрия окружен шестью ионами хлора, и наоборот. В этом случае формула Ыа—С1 не отражает действительного расположения ионов в молекуле, а потому она не является структурной формулой. То же можно сказать и о всех соединениях, которые имеют ионные кристаллические решетки (окислы металлов, основания, соли). Так, формула 0 = А1— —О—А1 = 0 также не является структурной это ионное соединение. В кристаллической решетке АЬОз тоже отсутствуют молекулы. Написанная формула есть лишь графическое изображение, показывающее, что атомы алюминия не связаны между собой, они связаны с атомами кислорода. Не соединены между собой и атомы кислорода, они соединены с атомами алюминия. Формула указывает валентность элементов, но не указывает порядка соединения атомов друг с другом в веществе (это отражает структурная формула, она очень сложная). Структурными формулами можно выражать строение соединений, имеющих ковалентную связь. К ним относятся большинство органических соединений, многие кислоты и некоторые окислы неметаллов. [c.50]

chem21.info

Составление химических формул простым и доступным языком

химическая формула

Одной из самых главных задач в химии является правильное составление химических формул. Химическая формула — это письменное представление состава химического вещества с помощью латинского обозначения элемента и индексов. Для правильного составления формулы нам обязательно понадобится таблица Менделеева и знание простых правил. Они достаточно простые и запомнить их смогут даже дети.

Как составлять химические формулы

Основным понятием при составлении химических формул является «валентность«. Валентность — это свойство одного элемента удерживать определенное число атомов в соединении. Валентность химического элемента можно посмотреть в таблице Менделеева, а также нужно помнить и уметь применять простые общие правила.

  • Валентность металла всегда равна номеру группы, при условии, что он находится в главной подгруппе. Например, калий имеет валентность 1, а кальций — 2.
  • С неметаллами немного сложнее. Неметалл может иметь высшую и низшую валентности. Высшая валентность равна номеру группы. Низшую валентность можно определить вычтя номер группы элемента из восьми. При соединении с металлами неметаллы всегда имеют низшую валентность. Кислород всегда имеет валентность 2.
  • В соединении двух неметаллов низшую валентность имеет тот химический элемент, который находится в таблице Менделеева правее и выше. Однако, фтор всегда имеет валентность 1.
  • И еще одно важное правило при расстановке коэффициентов! Общее число валентностей одного элемента всегда должно быть равно общему количеству валентностей другого элемента!

Закрепим полученные знания на примере соединения лития и азота. Металл литий имеет валентность, равную 1. Неметалл азот располагается в 5 группе и имеет высшую валентность 5 и низшую — 3. Как мы уже знаем, в соединениях с металлами неметаллы всегда имеют низшую валентность, поэтому азот в данном случае будет иметь валентность равную трем. Расставляем коэффициенты и получаем искомую формулу: Li3N.

Вот так, достаточно просто, мы научились составлять химические формулы! А для лучшего запоминания алгоритма составления формул мы подготовили его графическое представление.

Составление химических формул: алгоритм

составление химических формулАлгоритм составления химических формул

 

 

www.alto-lab.ru

Химические формулы.

 

Химическая формула отражает состав вещества. Например, Н2О - два атома водорода соединены с атомом кислорода. Химические формулы содержат также некоторые сведения о структуре вещества: например, Fe(OH)3, Al2(SO4)3 - в этих формулах указаны некоторые устойчивые группировки (ОН, SO4), которые входят в состав вещества - его молекулы или формульной единицы.

Молекулярная формула указывает число атомов каждого элемента в молекуле. Молекулярная формула описывает вещества с молекулярным строением (газы, жидкости и некоторые твердые вещества). Состав вещества с атомной или ионной структурой можно описать только формульной единицамей.

Формульная единицауказывает простейшее соотношение между числом атомов разных элементов в веществе. Например, формульная единица бензола - СН, молекулярная формула - С6Н6.

Структурная (графическая) формула указывает порядок соединения атомов в молекуле и в формульной единице и число связей между атомами.

 

Валентность

 

Правильное написание таких формул основано на представлении о валентности (valentia - сила) как о способности атома данного элемента присоединять к себе определенное число других атомов. В современной химии рассматривается три вида валентности: стехиометрическая, электронная и структурная.

Стехиометрическая валентностьхимического элемента- это число эквивалентов, которое может к себе присоединить данный атом, или - число эквивалентов в атоме. Эквиваленты определяются по числу присоединённых или замещённых атомов водорода, поэтому стехиометрическая валентностьравна числу атомов водорода, с которыми взаимодействует данный атом. Но сводородом взаимодействуют не все элементы, а скислородом – практически все, поэтому стехиометрическую валентность можно определить как удвоенное число присоединённых атомов кислорода.

Например, стехиометрическая валентность серы в сероводороде h3S равна 2, в оксиде SO2 – 4, в оксиде SO3 –6.

При определении стехиометрической валентности элемента по формуле бинарного соединения следует руководствоваться правилом: суммарная валентность всех атомов одного элемента должна быть равна суммарной валентности всех атомов другого элемента.

Зная валентность элементов и это правило, можно составить химическую формулу соединения. При составлении формул следует соблюдать следующий порядок действий.

1. Пишут, в порядке возрастания электроотрицатальности, химические символы элементов, которые входят в состав соединения, например:

 

KO AlCl AlO

 

2. Над символами химических элементов проставляют их валентность (её принято обозначать римскими цифрами):

 

I II III I III II

KO AlCl AlO .

 

3. Используя вышесформулированное правило, определяют наименьшее общее кратное чисел, выражающих стехиометрическую валентность обоих элементов (2, 3 и 6, соответственно).

4) Делением наименьшего общего кратного на валентность соответствующего элемента находят числа атомов в формуле соединений:

 

I II III I III II

K2O AlCl3 Al2O3

 

 

Пример 15.Составить формулу оксида хлора, зная, что хлор в нем семивалентен, а кислород - двухвалентен.

Решение.Находим наименьшее кратное чисел 2 и 7 - оно равно 14. Разделив наименьшее общее кратное на стехиометрическую валентность соответствующего элемента, находим числа атомов: хлора 14:7 = 2, кислорода 14:2 =7. Таким образом, формула оксида – Cl2O7.

 

Степень окислениятакже характеризует состав вещества и равна стехиометрической валентности со знаком плюс (для металла или более электроположительного элемента в молекуле) или минус.

Рекомендуется использовать следующие правила определения степеней окисления.

1. В простых веществах степень окисления элементов равна нулю.

2. Степень окисления фтора во всех соединениях равна -1. Остальные галогены (хлор, бром, иод) с металлами, водородом и другими более электроположительными элементами тоже имеют степень окисления -1, но всоединениях с более электроотрицательными элементами они имеют положительные значения степеней окисления.

3. Кислород в соединениях имеет степень окисления -2; исключением являются пероксид водорода Н2О2 и его производные (Na2O2, BaO2 и т.п., в которых кислород имеет степень окисления -1, а также фторид кислорода OF2, степень окисления кислорода в котором равна +2.

4. Щелочные элементы (Li, Na, K и др.) и элементы главной подгруппы второй группы Периодической системы (Be, Mg, Ca и др.) всегда имеют степень окисления, равную номеру группы, то есть +1 и +2, соответственно.

5. Все элементы третьей группы, кроме таллия имеют постоянную степень окисления, равную номеру группы, т.е. +3.

6. Высшая степень окисления элемента равна номеру группы Периодической системы, а низшая – разности: № группы - 8. Например, высшая степень окисления азота (он расположен в пятой группе) равна +5 (в азотной кислоте и её солях), а низшая равна -3 (в аммиаке и солях аммония).

7. Степени окисления элементов в соединении компенсируют друг друга так, что их сумма для всех атомов в молекуле или нейтральной формульной единице равна нулю, а для иона - его заряду.

Эти правила можно использовать для определения неизвестной степени окисления элемента в соединении, если известны степени окисления остальных, и составления формул многоэлементных соединений.

 

Пример 16. Определить степень окисления хрома в соли K2CrO4 и в ионе Cr2O72-.

Решение.Степень окисления калия равна +1 (првило 4) а кислорода -2 (правило 3). Степень окисления хрома обохначаем Х. Для формульной единицы K2CrO4 имеем:

 

2∙(+1) + Х + 4∙(-2) = 0,

 

следовательно, степень окисления хрома Х = +6.

Для иона Cr2O72- имеем: 2∙Х + 7∙(-2) = -2, Х = +6.

Видим, что степень окисления хрома в обоих случаях одинакова.

 

Пример 17.Определить степень окисления фосфора в соединениях P2O3 и Ph4.

Решение.В соединении P2O3 степень окисления кислорода равна -2. Исходя из того, что алгебраическая сумма степеней окисления молекулы должна быть равной нулю, находим степень окисления фосфора: 2∙Х + 3∙(-2) = 0, отсюда Х = +3.

В соединении Ph4 степень окисления водорода равна +1, отсюда Х + 3∙(+1) = 0, Х = -3.

 

Пример 18.Напишите формулы оксидов, которые можно получить при термическом разложении перечисленных ниже гидроксидов (оснований и кислот): Fe(OH)3, Cu(OH)2, h3SiO3, h4AsO4, h3WO4.

Решение.Fe(OH)3 - заряд гидроксид-иона равен -1, следовательно, степень окисления железа равна +3 и формула соответствующего оксида - Fe2O3.

Cu(OH)2 - так как имеется два гидроксид-иона, суммарный заряд которых равен -2, то степень окисления меди равна +2 и формула оксида - CuO.

h3SiO3. Степень окисления водорода равна +1, кислорода -2, кремния – Х. Алгебраическое уравнение: 2∙(+1) + Х + 3∙(-2) = 0. Х = +4. Формула оксида – SiO2.

h4AsO4 - степень окисления мышьяка в кислоте вычисляется по уравнению:

 

3.(+1) + X + 4·(-2) = 0; X = +5.

Таким образом, формула оксида - As2O5.

h3WO4. Степень окисления волфрама, вычисленная таким же способом (проверьте!) равна +6. Следовательно, формула соответствующего оксида - WO3.

Химические элементы подразделяются на элементы постоянной и переменной валентности; соответственно первые имеют постоянную степень окисления в любых соединениях, а вторые – различную, которая зависит от состава соединения/

Рассмотрим, как с помощью Периодической системы Д.И. Менделеева можно определить степени окисления элементов.

Для устойчивых степеней окисления элементовглавных подгрупп наблюдается следующие закономерности.

1.У элементов I-III групп существуют единственные степени окисления - положительные, и равные по величине номерам групп, кроме таллия, имеющего степеи окисления +1 и +3.

2. У элементов IV-VI групп, кроме максимальной положительной степени окисления, соответствующей номеру группы, и отрицательной, равной разности между числом 8 и номером группы, существуют еще промежуточные степени окисления, обычно отличающиеся между собой на 2 единицы. Для IV группы степени окисления равны +4, +2, -4, -2; для V группы +5, +3, -3, -1; для VI группы - +6, +4, -2.

3. У элементов VII группы существуют все степени окисления от +7 до -1, различающиеся на две единицы, т.е. +7,+5, +3, +1 и -1. Но в этой группе (галогены) выделяется фтор, который не имеет положительных степеней окисления и в соединениях с другими элементами существует только в одной степени окисления -1.

Примечание. Известно несколько неустойчивых соединений хлора, брома и иода с четными степенями окисления +2, +4 и +6 (ClO, ClO2, ClO3 и др.).

 

У элементов побочных подгрупп нет простой связи между устойчивыми степенями окисления и номером группы. Для наиболее распространённых элементов лементов побочных подгрупп устойчивые степени окисления следует просто запомнить. К таким элементам относятся: хром Cr (+3 и +6), марганец Mn (+7, +6, +4 и +2), железо Fe, кобальт Co и никель Ni (+3 и +2), медь Cu (+2 и +1), серебро Ag (+1), золото Au (+3 и +1), цинк Zn и кадмий Cd (+2), ртуть Hg (+2 и +1).

Для составления формул трех- и многоэлементных соединений необходимо знать степени окисления всех элементов. При этом количество атомов элементов в формуле определяется из условия равенства суммы степеней окисления всех атомов нулю (в формульной единице) или заряду (в ионе). Например, если известно, что в формульной единице имеются атомы K, Cr и О со степенями окисления равными +1, +6 и -2, соответственно, то этому условию будут удовлетворять формулы K2CrO4, K2Cr2O7, K2Cr3O10 и многие другие; аналогично этому иону с зарядом -2, содержащему Cr+6 и O-2, будут соответствовать формулы CrO42-, Cr2O72-, Cr3O102-, Cr4O132- и т.д.

Электронная валентностьэлемента равна числу химических cвязей, образуемых атомом этого элемента.

В большинстве соединений электронная валентность элементов равна стехиометрической. Но имется немало исключений. Например, в пероксиде водорода h3O2 стехиометрическая валентность кислорода равна единице (на каждый атом кислорода приходится по одному атому водорода), а электронная – двум, что следует из структурной формулы, которая показывает химические связи атомов: Н–О–О–Н. Несовпадение значений стехиометрической и электронной валентности объясняется в этом случае тем, что атомы кислорода связаны не только с атомами водорода, но и между собой.

Таким образом, имеются химические соединения, в которых стехиометрическая и электронная валентности не совпадают. К ним, например, относятся комплексные соединения.

Структурная (координационная) валентность,или координационное число определяется числом соседних атомов. Например, в молекуле SO3 у серы число соседних атомов кислорода равно 3 и структурная валентность и координационное число равно 3, тогда как стехиометрическая валентность равна 6.

Электронная и координационная валентности более подробно рассматриваются в главах «Химическая связь» и «Комплексные соединения».

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Валентность. Графические формулы - Справочник химика 21

    Валентность. Графические формулы [c.18]

    ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ЗАТРУДНЕНИЯ СТАТИЧЕСКИЕ (стерические препятствия)— затруднения, или препятствия, для. такого размещения атомов в молекуле, при котором сохранялись бы нормальные валентные углы и межатомные расстояния, н частности для ароматических н сопряженных систем — планарное строение молекулы. П. з. с. возникают при отталкивании химически не связанных, но близко расположенных в пространстве атомов, расстояние между которыми ограничивается суммой их ковалентных радиусов. В таком случае П. 3. с. приводят к изменению нормальных валентных углов, к нарушению планарного строения ароматических и сопряженных систем, что можно наблюдать, например, по изменению окраски, отклонению дипольного момента и другим свойствам от рассчитанного значения. Молекулы, не имеющие П. з. с., могут проявлять их по отношению к другим молекулам, с которыми они реагируют, если возле реакционного центра молекулы близко расположены большие заместители, препятствующие доступу реагента к этому центру (П. з. динамические). При этом происходит снижение реакционной способности соединений без электронного влияния заместителей. П. 3. с. можно предвидеть заранее изучением моделей исследуемых молекул или построением их масштабных графических формул с учетом ковалентных радиусов близко расположенных атомов, [c.205]

    Часто бывает удобнее изображать молекулы не электронными, а графическими формулами. В этом случае каждая химическая связь или электронная пара, находящаяся между двумя атомами, обозначается черточкой, так называемым валентным штрихом. [c.71]

    При изображении графических формул следует строго придерживаться правила валентного штриха единице валентности соответствует один штрих. Изображать графические формулы двухатомных молекул О2 и N2 в виде О—О и N—N нельзя, так как они не отражают валентностей кислорода и азота. Для молекул Н2 и Ра графические формулы И—И и Р—Р будут правильными. [c.72]

    Структурные формулы (или графические формулы) составляются в соответствии с правилами валентности, [c.219]

    В электронно-графических формулах этих частиц о-связи показаны валентными штрихами, тс-связи — пунктиром, неподеленные (свои для каждого из атомов) пары электронов—двумя точками. [c.159]

    Зная валентность элементов и правило валентно ти, можно составлять графические формулы веществ. [c.20]

    Графические формулы веществ — это формулы, которые показывают порядок соединения атомов в молекуле и валентность каждого элемента. [c.20]

    Валентность в графических формулах обозначают черточкой. Одна черточка в графической формуле обозначает валентность каждого из двух атомов, которые соединены друг с другом. [c.20]

    Определите валентность кислотообразующих элементов в следующих кислотах и напишите графические формулы этих кислот  [c.43]

    При составлении графических формул нормальных солей следует в графических формулах соответствующих кислот замещать атомы водорода атомами металла с учетом валентности металла. [c.44]

    Валентность в основном состоянии равна 1П. Электронно-графическая формула возбужденного со стояния  [c.111]

    Например, определим степени окисления углерода в различных соединениях. Одновременно напишем графические формулы этих соединений, чтобы показать валентность углерода. [c.113]

    Соединения Степень Графические формулы Валентность окислення азота азота [c.115]

    Напишите электронные и электронно-графические формулы атомов Fe, Со, Ni. Укажите их валентные электроны. [c.312]

    Графические формулы показывают число связей между элементами. С учетом того, что атом кислорода двухвалентен и каждая валентность условно изображается черточкой (валентным штрихом), графические формулы оксидов имеют следующий вид  [c.29]

    Валентность, Понятие об эквиваленте. Грамм-эквивалент, Химические формулы. Определение валентности элементов по формулам их соединений. Составление формул ио валентности. Графическое изображение формул. Химические уравнения. Составление уравнений химических реакций. [c.11]

    Написать электронно-графическую формулу валентных орбиталей центрального атома в той степени окисления, которую он проявляет в данной молекуле или частице. [c.67]

    При составлении графических формул следует пользоваться понятием "валентность", которое для большинства оксидов в этом случае может быть заменено понятием [c.11]

    От электронно-графических формул можно перейти к пространственному изображению орбиталей валентных уровней.  [c.80]

    В графической формуле каждую из связей изображают валентным штрихом С=С. [c.85]

    Составьте графические формулы оксидов и кислот фосфора. Определите валентность, координационное число и степень окисления фосфора в этих молекулах, а также основность фосфорных кислот. [c.123]

    В действительности, в течение второй половины девятнадцатого века концепция валентности химиков-органиков была лишь немногим больше, чем метод интерпретации геометрии молекул. Вант-Гофф и большинство химиков-органиков его времени постулировали, что атом углерода имеет четыре определенные валентные связи, локализованные в направлениях четырех углов тетраэдра, и что все они используются при образовании химического соединения. Байер не смог локализовать все четыре валентности углерода в производных бензола. Но, тем не менее, лишь немногие химики согласились с Клаусом писавшим, что гипотеза о том, что валентность в многовалентных атомах является предсуществующей силой, действующей в определенных единицах сродства, является и недоказанной и неестественной , поскольку графические формулы Купера и Кекуле правильно описывали химическое поведение большого числа естественных органических продуктов и синтетических веществ все возрастающей сложности [c.11]

    Независимо от Кекуле Купер пришел к выводу о четырехвалентности углерода и о способности углеродных атомов соединяться друг с другом. Исходя из этих положений, Купер предложил для изображения органических соединений графические формулы, в которых впервые была сделана попытка изображать валентные связи черточками или пунктиром, например  [c.28]

    Последний спирт Кекуле предложил называть ацетоновым, так как он может быть получен восстановлением ацетона. Более того, Кекуле утверждал, что сверх этих трех изомеров может существовать еще и четвертый спирт того же состава, получающийся при присоединении воды к пропилену (графической формулы последнего спирта Кекуле не привел). При рассмотрении формул метил-этилового спирта и ацетонового спирта с очевидностью следует, что Кекуле считал четыре валентности углеродного атома не равноценными и в результате ошибочно вывел два спирта вместо одного—изопропилового. А между тем Бутлеров еще в 1863 г. опубликовал свою работу по изомерии, где на основании теории строения безошибочно вывел возможность существования только двух спиртов состава СаНвО [27]. [c.37]

    В статье О конституции и превращениях химических соединений и о химической природе углерода в 1858 г. Кекуле писал Я считаю, что в настоящее время главной задачей химии не является обнаружение атомных групп, которые, вследствие некоторых своих свойств, могут быть рассматриваемы как радикалы, и причисление соединений к некоторым типам, которые едва ли при этом имеют иное значение, кроме как образца формулы. Напротив, я полагаю, что необходимо распространить размышление и на строение самих радикалов из природы элементов должна быть выведена как природа радикалов, так и их соединений . Исходным пунктом для этого Кекуле считал основность элемента (валентность), а в отношении органических соединений прежде всего — природу углерода. Кекуле высказал также ряд других верных мыслей о связи атомов, выражая ее графическими формулами. Однако своим формулам Кекуле не придавал значения формул строения, он стремился выразить ими только реакционную способность. Так, он писал Рациональные формулы имеют своей целью дать определенное представление о химической природе соединения, следовательно, о его метаморфозах и отношениях, в которых оно находится к другим телам... При этом, естественно, необходимо иметь в виду, что рациональные формулы — это лишь формулы превращений, а не конституционные формулы, что они являются лишь средством выражения для метаморфоз тел и результатов сравнения различных веществ между собою что они ни в коем случае не должны выражать конституцию, т. е. расположение атомов в соответствующем соединении . [c.59]

    Стремление во всех случаях объяснить значение стехиометрической валентности элементов через число их валентных электронов приводит к структурам, которые неверно передают свойства образуемых ими соединений. В этом смысле очень неудачны графические формулы, составляемые по числу валентных электронов атомов. Так, исходя из грехвалентности алюминия и двухвалентности кислорода [c.80]

    I/(ЫНз) = Um v (ЫНз) =22,4 м7кмоль-25 кмоль=560 м 13-34. Напишите электронные и графические формулы оксидов азота. Укажите валентность и степень окисления азота в каждом из них. Какие из оксидов являются ангидридами кислот  [c.130]

    Валентность свинца в сурике. Небольшое количество PbaOi нагревайте в пробирке с 2—5 мл разбавленного раствора HNO3 до изменения его цвета. Отстоявшийся раствор слейте и с помощью качественных реакций докажите, что в нем есть ионы РЬ +. Составьте графическую формулу РЬз04 с учетом наличия в нем ионов РЬ + и РЬ +. Напишите все уравнения реакций. [c.222]

    Графические формулы показывают последоьатель-ность соединения атомов в молекуле н валентность этих атомов. [c.383]

    Кислород в молекуле Н2О2 имеет степень окисления —1 за счет смещения электронной пары связи Н О к атому кислорода, а его валентность равна двум, что видно из графической формулы Н2О2. Пероксид водорода проявляет очень слабые кислотные свойства. Пероксиды металлов — ионные соединения, из них НзгОз образуется при горении металлического натрия на воздухе, а пероксиды щелочно-земельных металлов в реакциях взаимодействия их гидроксидов с Н2О2  [c.65]

    Напишите графические формулы Н2О2, НазОз, СаОз. Какие валентность и степень окисления имеет кислород в этих соединениях Как их можно получить  [c.67]

    На каком основании гидразин М2Н4 должен быть отнесен к классу пернитридов Покажите это графической формулой. Чему равна степень окисления и валентность азота в этом соединении и за счет чего оно проявляет сходство с аммиаком  [c.68]

    Если в молекуле содержится больщее число атомов кислорода, чем водорода, то избыточные атомы кислорода соединяются непосредственно с центральным атомом, который расходует при этом две единицы валентности на каждый атом кислорода. Так, графические формулы НЫОг, Н2504 и Н3РО4 имеют вид  [c.31]

    Однако эта формула противоречит тому факту, что фосфор-новатистая кислота. Н3РО2 — кислота одноосновная. Последнее означает, что только один атом водорода присоединен к фосфору через кислород, а два других — непосредственно к фосфору. Поэтому графическая формула Н3РО2 строится на основании электронно-графической формулы валентно-возбужденного состояния атома фосфора  [c.89]

    Разумеется располагать на бумаге символы элементов не обязательно точно так, как сделано выше — ведь графическая формула не передает расположения атомов в пространстве важно лишь сохранять последовательность соединения атомов с учетом их валентностей (степеней окисления). Например, формулу оксида типа Э2О3 можно написать и так  [c.72]

    Формулы Купера напоминают современные формулы строения. Однбко Купер, пользуясь графическими формулами, не стремился отразить в них действительно существующее расположение атомов в молекуле, а размещал атомы в формуле наиболее просто и симметрично, исходя из представлений о валентности различных элементов и способности атомов углерода соединяться друг с другом. [c.28]

chem21.info