- •Российский государственный педагогический университет имени а.И. Герцена
- •Основы химического языка
- •Предисловие
- •Химическая номенклатура
- •I. Химический элемент, химическое соединение
- •1.1. Химический элемент – символы и названия, изотопы.
- •Классификация химических элементов.
- •Классификация химических соединений по составу.
- •Принципы химической номенклатуры – химическая формула и химическое название соединения.
- •Систематические и традиционные названия простых веществ.
- •Степень окисления элементов в химических соединениях.
- •Систематические и специальные названия одноэлементных ионов.
- •Систематические и специальные названия бинарных соединений.
- •Функциональная классификация сложных неорганических соединений
- •Оксиды.
- •Гидроксиды – основные (основания), амфотерные, кислотные (оксокислоты).
- •Пероксокислоты.
- •Тиокислоты, политионовые и другие замещенные оксокислоты.
- •Бескислородные кислоты.
- •Галогенангидриды.
- •Основные положения координационной теории.
- •Номенклатура комплексных соединений.
- •Соединения постоянного и переменного состава (дальтониды и бертолиды)
- •Аддукты.
- •Химические реактивы.
- •Общие правила работы в химической лаборатории, меры предосторожности и первая помощь при несчастных случаях10.
- •«Основные классы неорганических соединений. Оксиды
- •Гидроксиды
- •Кислоты
- •Металлокомплексные соединения
- •Количественные характеристики химических элементов и соединений.
- •1.17. Определение простейших и молекулярных формул соединений.
- •Лабораторная работа №2.
- •Индивидуальное домашнее задание № 1
- •II. Химический процесс
- •Химическая реакция, уравнение химической реакции
- •Ионно-молекулярные уравнения реакций с участием электролитов.
- •Окислительно-восстановительные реакции – классификация.
- •Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.
- •Важнейшие окислители и восстановители
- •Лабораторная работа № 3 «Окислительно-восстановительные реакции» Окислительные свойства кислот
- •Окислительно-восстановительные свойства галогенов и их соединений
- •Окислительно-восстановительные свойства металлов и их соединений
- •Влияние кислотности среды на окислительно-восстановительные свойства соединений марганца и хрома
- •Окислительно-восстановительная двойственность
- •Реакции диспропорционирования
- •Реакции внутримолекулярного окисления-восстановления
- •Эквивалент, закон эквивалентов
- •5,6 Г железа эквивалентны 3,2 г серы
- •0,644 Г koh взаимодействует с 0,471 г н2рно2
- •Лабораторная работа №4 «Определение эквивалента магния»
- •Индивидуальное домашнее задание № 2
- •Вариант 6
- •Ответы.
- •I. Химический элемент, химическое соединение.
- •II. Химический процесс.
-
Классификация химических соединений по составу.
Химическое соединение – совокупность химических структурных элементов (атомов или ионов), объединенных химическим взаимодействием, называемым химической связью. Химическая связь – взаимодействие между химическими структурными элементами вещества, сопровождающееся изменением в из электронном строении в результате обобществления электронов и приводящее к понижению энергии системы.
В зависимости от состава химические соединения подразделяют на простые и сложные, которые могут образовывать различные аллотропные модификации веществ.
Схема 1.1. Простые и сложные химические соединения.
Аллотропия – это способность химических элементов образовывать несколько разных простых веществ, отличающихся по своим свойствам. Явление аллотропии может быть обусловлено либо различным составом молекул простого вещества данного элемента (аллотропия состава), либо способом размещения молекул или атомов в кристаллической решетке (аллотропия формы). Например, селен в виде твердого при нормальных условиях простого вещества существует в виде: красного селена, в узлах кристаллической которого находятся циклические молекулы Se; серого селена - кристаллы образованы зигзагообразными цепями Se, и красно-коричневой стекловидной модификации, образованной неупорядоченно расположенными молекулами Se разной длины. Красный и серый селен являются примерами аллотропных модификаций состава, а красный и красно-коричневый селен – примерами аллотропных модификаций формы. Аллотропия – частный случай явления полиморфизма. Способность элемента к образованию аллотропных модификаций связана с электронным строением атома.
Химические соединения, содержащие атомы или ионы двух химических элементов называются бинарными (CS2, NaCl, SiCl4), а более двух химических элементов - многоэлементными (Na2SO4, SeO2F2, K3[Fe(CN)6]).
Упражнения:
-
Какие химические соединения называются простыми, сложными?
-
Привести примеры аллотропных модификаций состава и формы для кислорода и серы как простых веществ.
-
Что такое бинарные химические соединения? Приведите примеры бинарных химических соединений щелочноземельных металлов с галогенами, халькогенами, азотом, фосфором, водородом.
-
Какие из следующих соединений серы относятся к простым, сложным бинарным и сложным многоэлементным соединениям: (SO3)3, S8, SO2Cl2, FeS2, Na2SO4?
-
Принципы химической номенклатуры – химическая формула и химическое название соединения.
Химическая номенклатура это язык химии, который включает в себя формулы химических соединений, отображающих состав веществ с помощью символов химических элементов, числовых индексов и других знаков, и названия соединений – изображение состава веществ с помощью слова или группы слов. Переход от химических формул к названиям и наоборот определяется системой номенклатурных правил. Современная номенклатура разработана Международным союзом теоретической и прикладной химии (IUPAC). В основу номенклатуры положен состав химических соединений.
По номенклатурным правилам каждое вещество в соответствии с его формулой получает систематическое название, полностью отражающее его состав (N2 – диазот, Hg2Cl2 – дихлорид диртути). Для ограниченного числа распространенных кислот и их солей правила ИЮПАК рекомендуют использование традиционных названий (H2SO4 – серная кислота, Na2SO4 – сульфат натрия), хотя они не дают точного представления о составе и треюуют запоминания. По правилам ИЮПАК допускается использование небольшого числа специальных исторически сложившихся названий – например, вода H2O, аммиак NH3, аммоний NH4+, гидразин N2H4. В технической литературе иногда применяют тривиальные названия: соляная кислота HCl, сода Na2CO3, медный купорос CuSO45H2O, нашатырь NH4Cl.
В химической практике в основном используется три типа формул химических соединений – простейшая (эмпирическая), молекулярная и графическая (структурно-графическая). Простейшая формула отражает соотношение между атомами химических элементов в соединении: S для всех аллотропных модификаций серы как простого вещества, CH для бензола и т.д. Молекулярная формула отображает истинный состав молекул или сложных ионов: S2, S8, S, C6H6, C2O42-. Графическая формула, наряду с истинным составом, отображает расположение атомов химических элементов в соединении и кратность химических связей между ними. Каждая двухцентровая двухэлектронная химическая связь между атомами изображается отдельной «черточкой», а делокализованные между несколькими атома связи – кривой, охватывающей эти атомы:
Для отображения состава и структуры соединений в молекулярных формулах соединений, наряду с символами химических элементов, используются: числовые индексы; круглые, фигурные и квадратные скобки; математические символы «» или «»; буквы греческого алфавита; буквенные обозначения типа кристаллической решетки (куб. – кубическая, тетр. – тетрагональная, монокл. – моноклинная, гекс. – гексагональная, триг. – тригональная, трикл. – триклинная): NH4, NH4+, (NH4)2SO4, {N(CH3)4}2SO4, [Co(NH3)6]Cl3, Na2SO45H2O, Na2SO45H2O, -Pb, S(ромб).
Упражнения:
-
В одинаковой ли мере обоснована запись графических формул для соединений с молекулярной и ионной структурой?
-
Приведите простейшие, молекулярные и графические формулы следующих химических соединений: аммиак, пероксид водорода, азот, белый фосфор, озон, гелий.
-
Приведите по три примера формул химических соединений использующих, наряду с символами химических элементов, другие обозначения: числовые индексы, круглые и квадратные скобки, математический символ «» или «», буквы греческого алфавита.