Знаки химических элементов. Химические формулы

В написании химические элементы обозначаются с помощью знаков или химических символов. В их качестве используется заглавная или заглавная и одна из последующих букв латинского названия элемента.

Например: Fe – Ferrum (железо), N – Nitrogenium (азот), Al –Aluminium (алюминий), Mg – Magnesium (магний). Современные символы химических элементов были введены в науку в 1813г. Берцелиусом. Они являются интернациональными и по договоренности используются во всех странах. Названия же элементов в каждом языке различны. Символы всех химических элементов приводятся в таблице Д.И. Менделеева.

При чтении символов одних элементов используется их русское название.

Например: Na – натрий, Cl – хлор, He – гелий.

При чтении символов других элементов – латинское (табл. 1).

Символ химического элемента обозначает или один атом этого элемента, или один моль его атомов.

Состав молекул (формульных единиц) простых и сложных веществ в написании обозначают химическими формулами. В них соответствующими символами указывают химические элементы, атомы которых входят в состав вещества, а цифровыми индексами внизу справа от символа элемента – число его атомов.

Таблица 1. Важнейшие химические элементы, при чтении символов которых используется их латинское название

Символ элемента	Произношение слова	Латинское название
N	эн	Nitrogenium
H	аш	Hydrogenium
O	о	Oxygenium
C	це	Carboneum
S	эс	Sulfur
P	пэ	Phosphorus
As	арсеникум	Arsenicum
Si	силициум	Silicium
Fe	феррум	Ferrum
Cu	купрум	Cuprum
Sn	станнум	Stannum
Hg	гидраргирум	Hydrargirum
Pb	плюмбум	Plumbum
Ag	аргентум	Argentum
Au	аурум	Aurum

Например, формула воды Н₂О обозначает, что в состав её молекулы входят 2 атома водорода и 1 атом кислорода (индекс «1» не пишется). Формула азота N₂ обозначает, что в состав его молекулы входят 2 атома элемента азота.

Химические формулы, указывающие истинное число атомов в молекуле, называются молекулярными или общими формулами. Они отображают качественный и количественный состав молекулы, но, как правило, не показывают, как атомы в молекуле соединяются друг с другом за счет химических связей.

Если химическая формула указывает только соотношение атомов в молекуле, то ее называют эмпирической или простейшей. Она отображает вид атомов, входящих в состав молекулы и числовые соотношения между ними. Например, формула СН показывает, что в состав молекулы вещества входят атомы углерода и водорода в равном количестве; формула же СН₂ показывает, что число атомов водорода в молекуле вещества в 2 раза больше числа атомов углерода. Для веществ немолекулярного строения в роли эмпирических формул выступают их формульные единицы.

Молекулярная формула вещества обозначает или одну молекулу этого вещества или 1 моль его молекул. Зная молекулярную формулу вещества, мы можем рассчитать его относительную молекулярную (Mr) и молярную (М) массы, массовые доли каждого элемента в веществе.

Массовой долей химического элемента в веществе (_х.э.) называется число, показывающее, какую часть (в долях единицы или %) составляет масса всех атомов данного элемента, содержащихся в одной молекуле вещества (формульной единице), от общей массы молекулы (формульной единицы).

(1)

где N_э – число атомов данного химического элемента в молекуле (формульной единице) вещества; А_r(э) – относительная масса атома данного химического элемента; М_r – относительная молекулярная масса (формульная масса) вещества.

Существуют формулы, которые показывают порядок соединения атомов в молекуле между собой. Эти формулы называются графическими. Каждая химическая связь между атомами в них обозначается черточкой. Если какие-то атомы в молекуле образуют друг с другом несколько связей, то в графической формуле между ними рисуют соответствующее число черточек. Например, молекулярные формулы серной кислоты, аммиака, гидразина и гидроксиламина, соответственно – H₂SO₄, NH₃, N₂H₄, NH₂OH, а их графические формулы выглядят следующим образом:

гидроксиламин гидразин

Нужно помнить, что графические формулы не всегда дают представление о геометрии молекул, т.е. о пространственном расположении атомов друг относительно друга. Для этого при написании графических формул необходимо знать и соблюдать углы химических связей между атомами.

Графические формулы целесообразно использовать только для веществ с молекулярной структурой.

Формульные единицы веществ немолекулярной структуры в большинстве случаев являются условными объектами и как реальные частицы не существуют. Они отражают лишь простейшее соотношение между атомами или ионами, находящимися в узлах кристаллической решетки вещества, но не дают реального представления о порядке их соединения друг с другом.