Алгоритмы составления химических формул

Составление химических формул для соединений двух химических элементов в тех случаях, когда для каждого элемента существует только одна стехиометрическая валентность.

Алгоритм действия	Составление химической формулы оксида алюминия
Установление (по названию соединения) химических символов элементов	Аl	О
Определение валентности атомов элементов	АIII	ОII
Вычисление наименьшего общего кратного	6
Определение дополнительных множителей	2	3
Указание числового отношения атомов в соединении	2 : 3
Указание стехиометрических индексов	Аl2	О3
Составление формулы	Аl2О3

Составление химических формул для соединений, которые существуют в водном растворе в виде ионов.

Алгоритм действия	Составление химической формулы сульфата алюминия
Установление (по названию соединения) химических формул ионов	Аl3+	SО42–
Определение числа зарядов ионов	3	2
Вычисление наименьшего общего кратного	6
Определение дополнительных множителей	2	3
Указание числового отношения ионов	2 : 3
Указание стехиометрических индексов	Аl2	(SО4)3
Составление формулы	Аl2(SО4)3

Написание химических формул

Для указания в химических формулах стехиометрических индексов и зарядов ионов существуют следующие правила.

1. Если стехиометрический индекс относится к группе атомов, обозначающие эту группу химические символы ставятся в скобки:

С₃Н₅(ОН)₃ – в молекуле глицерина содержатся 3 гидроксигруппы;

Ca(NО₃)₂ – в формульной единице нитрата кальция содержатся ионы кальция и нитрат-ионы в соотношении 1 : 2.

2. Данные о заряде сложного многоатомного иона в химической формуле относятся ко всему иону:

SО₄^2– – сульфат-ион – имеет двухкратный отрицательный заряд;

NН₄⁺ – ион аммония – имеет одинарный положительный заряд.

3. Химическая формула комплексного иона ставится в квадратные скобки, за которыми указывается его заряд; она состоит из:

– химического символа центрального атома;

– химической формулы лиганда в круглых скобках;

– нижнего индекса, указывающего число лигандов.

[Fe(CN)₆]^4– – гексацианоферрат(II)-ион; в имеющем четыре отрицательных заряда ионе шесть лигандов СN^– (цианид-ион) связаны с центральным атомом Fе^II (катион железа Fe²⁺).

[Cu(NH₃)₄]²⁺ – ион тетраамминмеди (II); в имеющем два положи-тельных заряда ионе четыре лиганда NH₃ (молекула аммиака) связаны с центральным атомом меди (ион Сu²⁺).

4. Химическая формула воды в гидратах и кристаллогидратах отделяется точкой от химической формулы основного вещества.

CuSO₄ · 5H₂O – пентагидрат сульфата меди (II) (медный купорос).

Классификация неорганических веществ и их свойства

Все неорганические вещества делятся на простые и слож­ные.

Простые вещества подразделяются на металлы, неме­таллы и инертные газы.

Важнейшими классами сложных неорганических ве­ществ являются: оксиды, основания, кислоты, амфотерные гидрооксиды, соли.

Оксиды — это соединения двух элементов, один из ко­торых кислород. Общая формула оксидов:

Э_mO_n

где m – число атомов элемента Э;

n – число атомов кисло­рода.

Примеры оксидов: К₂О, CaO, SO₂, P₂O₅

Основания – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла и одной или нескольких гидроксидных групп – ОН. Общая формула оснований:

Me(ОН)_y

где у – число гидроксидных групп, равное валентности металла (Me).

Примеры оснований: NaOH, Ca(OH)₂, Со(ОН)₃

Кислоты — это сложные вещества, содержащие атомы водорода, которые могут замещаться атомами металла.

Общая формула кислот

Н_хАс_у

где Ас – кислотный остаток (от англ., acid – кислота);

х – число атомов водорода, равное валентности кислотного ос­татка.

Примеры кислот: НС1, HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄

Амфотерные гидроксиды – это сложные вещества, ко­торые имеют свойства кислот и свойства оснований. По­этому формулы амфотерных гидроксидов можно записы­вать в форме оснований и в форме кислот. Примеры амфотерных гидроксидов:

Zn(OH)₂ = H₂ZnO₂

Al(OH)₃ = H₃AlO₃

форма форма

оснований кислот

Соли – это сложные вещества, которые являются про­дуктами замещения атомов водорода в молекулах кислот атомами металла или продуктами замещения гидроксидных групп в молекулах оснований кислотными остатками. На­пример:

НСl кислота

NаСl соль

Са(ОН)2 основание

Са(NО3)2 соль

Состав нормальных солей выражается общей формулой:

Ме_х (Ас) _у

где х — число атомов металла; у — число кислотных остат­ков.

Примеры солей: K₃PO₄; Mg SO₄; Al₂(SO)₃; FeCl_3.

Оксиды

Название оксида

=

"Оксид"

+

Название элемента (в род, пад.)

+

Валентность элемента (римскими цифрами)

Например: СО – оксид углерода (II) – (читается: "ок­сид углерода два"); СО₂ – оксид углерода (IV); Fe₂O₃ – оксид железа (III).

Если элемент имеет постоянную валентность, ее в назва­нии оксида не указывают. Например: Nа₂О – оксид на­трия; Аl₂О₃ – оксид алюминия.

Классификация

Все оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие (или индифферентные).

Несолеобразующие (индифферентные) оксиды — это ок­сиды, которые не образуют солей при взаимодействии с кислотами и основаниями. Их немного. Запомните четыре несолеобразующих оксида: СО, SiO, N₂O, NO.

Солеобразующие оксиды — это оксиды, которые образу­ют соли при взаимодействии с кислотами или основания­ми. Например:

Na₂O + 2НС1 = 2NaCl + Н ₂О

оксид кислота соль

SO3	+	2NaOH	=	Na2SO4	+	Н2О
оксид		основание		соль

Многие солеобразующие оксиды взаимодействуют с водой. Продукты взаимодействия оксидов с водой называ­ются гидратами оксидов (или гидроксидами). Например:

Na2O	=	H2O	+	2NaOH
оксид				гидроксид

Некоторые оксиды с водой не взаимодействуют, но им соответствуют гидроксиды, которые можно получить кос­венным (непрямым) путем. В зависимости от характера соответствующих гидроксидов все солеобразующие оксиды делятся на три типа: ос­новные, кислотные, амфотерные.

Основные оксиды — это оксиды, гидраты которых явля­ются основаниями. Например:

Основные оксиды		Основания

Все основные оксиды являются оксидами металлов.

Кислотные оксиды — это оксиды, гидраты которых яв­ляются кислотами. Например:

Кислотные оксиды		Кислоты

Большинство кислотных оксидов являются оксидами не­металлов. Кислотными оксидами являются также оксиды некоторых металлов с высокой валентностью. Например: ,

Амфотерные оксиды — это оксиды, которым соответству­ют амфотерные гидроксиды.

Все амфотерные оксиды являются оксидами металлов.

Следовательно, неметаллы образуют только кислотные оксиды; металлы образуют все основные, все амфотерные и некоторые кислотные оксиды.

Все оксиды одновалентных металлов (Na₂O, K₂O, Cu₂O и др.) являются основными. Большинство оксидов двухва­лентных металлов (CaO, BaO, FeO и др.) также являются основными. Исключения: BeO, ZnO, PbO, SnO, которые являются амфотерными. Большинство оксидов трех- и че­тырехвалентных металлов являются амфотерными: ,,,,и др. Оксиды металлов свалентностью V, VI, VII .являются кислотными: ,,и др.

Металлы с переменной валентностью могут образовы­вать оксиды всех трех типов.

Например: СrО – основный оксид, Сr₂О₃ – амфотерный оксид, СrО₃ – кислотный оксид.

Графические формулы

В молекуле оксида атом металла непосредственно соединяется с атомами кислорода.