Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

misc / 32846_e06b06cd6e9ad04f315d37bd4131ce33

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

09.03.2016

Размер:

9.58 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 236 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

Валентность

Однако водород образует соединения далеко не со всеми элементами, а вот кислородные соединения есть почти у всех элементов. И во всех таких соединениях атомы кислорода проявляют валентность, равную двум. Зная это, можно определять валентности атомов других элементоввихбинарныхсоединенияхскислородом. (Бинарнымин зы-

По величине валентности томов одного элемента можно определить валентность атомов другого элемента. Например, определим

валентность атома углерода в молекуле углекислого газа СО2:

ваются соединения, состоящие из атомов двух химических элементов.)
Чтобы это сделать, необходимо соблюдать простое правило: в хи-
				а
мической формуле вещества суммарные числа диниц вал н ности
атомов каждого элемента должны быть одинако ыми.т
Так, в молекуле воды H2O общее число единиц алентности двух
			е
атомов водорода равно произведению валентно ти одного атома на
соответствующий числовой индекс в формуле:		в
		в
I 2 = 2.	с
Так же определяют число единиц валентности атома кислорода:
II 1 = 2.	а
я
а


о	x II
	нCO2.
Согласно вышеприведенномуд		правилу х 1 = II 2, откуда х = IV.

	р	О О
	р
а
Н		С
		С

Существует и другое соединение углерода с кислородом — угарный газ СО, в молекуле которого атом углерода соединен только с одним атомом кислорода:

x II

СО.

Правообладатель Народная асвета

52 Основные химические понятия

В этом веществе валентность углерода равна II, так как х 1 = II 1,

откуда х = II:

Как видим, углерод соединяется с разным числомтатомов кисло-

рода, т. е. имеет переменную валентность. У большинства элементов

одорода, кислорода и

валентность — величина переменная. Только у

еще нескольких элементов она постоянна (табл. 5).

Таблица 5.

В лентность атомов некоторых

элементов в соединениях

Элементы с постоянной

Элементы с переменной

валентностью

Элемент

В ле т ость

Элемент

Валентность

H, Li, Na, K, F

II, IV, VI

O, Mg, Ca, Ba, Zn

I, II, III, IV, V

Al, B

III

III, V

II, III

I, II

C, Si

II, IV

Cl, Br, I

I, III, V, VII

Составление химических формул по валентности

Зная валентность элементов, можно составлять формулы их би-

нарныхН

соединений. Например, необходимо записать формулу кисло-

родного соединения хлора, в котором валентность хлора равна семи. Порядок действий здесь таков.

Правообладатель Народная асвета

Валентность									53

1	Записать символы химических элементов и их							VII II
	валентности							ClO

2	Найти наименьшее общее кратное (НОК) валент-								а
2	Найти наименьшее общее кратное (НОК) валент-							VII	II = 14
	ностей обоих элементов
3	Разделить НОК на валентность каждого элемента							т
3	Разделить НОК на валентность каждого элемента							14 : II = 7
	(т. е. найти значения их индексов)						е
	(т. е. найти значения их индексов)							14 : VII = 2
4	Записать индексы возле знаков химических					в		Cl2O7
	элементов (индекс «1» не пишут)

					с
Еще один пример. Составим формулу оединения кремния с азо-
					а
том, если валентность кремния равна IV, а азота — III.
Записываем рядом символы элементов в следующем виде:
				я
			IV III
			а
			Si N.
Затем находим НОК валентностей обоих элементов. Оно равно
		н
12 (IV III). Определяем индексы к ждого элемента:
	д
для Si — 12 : IV = 3;
для N — 12 : III = 4.
	о
Записываем формулу сое инения: Si3N4.

указывать циф рами значения валентностей, а необходимые несложные вычисленияаможно выполнять в уме.

В дальнейшем при с ставлении формул веществ не обязательно

ЧисленнойН х рактеристикой способности атомов данного элемента соединяться с другими атомами является валентность.

Валентность водорода постоянна и равна единице. Валентность кислорода также постоянна и равна двум.

Валентность большинства остальных элементов не является постоянной. Ее можно определить по формулам их бинарных соединений с водородом или кислородом.

Правообладатель Народная асвета

54 Основные химические понятия

Вопросы и задания
1. Из ряда элементов — Na, P, S, Ca, Al, C, Cl, F — выберите
		а
элементы с: а) постоянной валентностью; б) переменной валент-
ностью.
2. Из элементов с переменной валентностью выберите пять
элементов, валентность которых может быть равна единице.
	е
3. Определите валентность элементов по формулам следую-
	в
щих веществ: PH3, MgO, SO3, P2O5, CaH2, Mn2O7, NaH, Cl2O.
4. Составьте химические формулы со дин тний с кислородом
следующих элементов (в скобках указана их алентность): K, Ba,
Fe(II), Fe(III), N(I), N(II), N(IV), P(III).
5. Составьте формулы соединений, в остав которых входят

атомы следующих химических элементов: а) Fe(III) и S(II); б) C(IV)

и Cl(I); в) Mg и P(V).

6. Пользуясь данными таблицы 5, составьте химические фор-

мулы соединений с кислородом следующих химических элемен-

тов: Li, F, Ba, Zn, Al.

7. Найдите соответствующие индексы в формулах приведен-

ных веществ:

III

NxOy

BaxCly

SxOy

CaxOy

AlxSy

PxOy

Составьте формулы всех соединений с кислородом для сле-

дующих химических элементов: Br, Cu.

§ 11. Относительная молекулярная и относительная

формульн я массы

НК ждый химический элемент характеризуется определенным значением относительной атомной массы. Состав любого вещества выражается молекулярной или простейшей формулой его структурной единицы. Такая структурная единица состоит из определенного числа атомов химических элементов. Поэтому масса структурной единицы может быть выражена в атомных единицах массы.

Вещества молекулярного строения характеризуются величиной

относительной молекулярной массы, которая обозначается Mr.

Правообладатель Народная асвета

Относительная молекулярная и относительная формульная массы

Относительная молекулярная масса — это физическая вели- чина, равная отношению массы одной молекулы вещества

к 121 части массы атома углерода.

Эта величина равна сумме относительных атомных м сс всех химических элементов с учетом числа их атомов в молекуле.

Например, рассчитаем относительную молекулярную массу во-

ды H2O:

Mr(H2O) = 2 Ar(H) + Ar(O) = 2 1 + 16 = 18.

Относительная молекулярная масса серной кислоты H2SO4:

Mr(H2SO4) = 2 Ar(H) + Ar(S) + 4 Ar(O) = 2

1 + 32 + 4 16 = 98.

Относительные молекулярные массы, к к и отно ительные атом-

ные массы, являются величинами безр змернымис. Значение Мr по-

казывает, во сколько раз масса молекулы данного вещества больше

атомной единицы массы u. Например, если Mr(H2O) = 18, это значит,

что масса молекулы H2O в 18 р з больше

части массы атома угле-

рода, т. е. в 18 раз больше атом ойяединицы массы. Соответственно,

масса молекулы H SO в 98 раз больше

части массы атома углерода.

Вещества немолекуляр ого строения также характеризуются по-

добной величин й, к т раянназывается относительной формульной

массой. Как и тн сительная молекулярная масса, она равна сум-

ме относительных ат мных масс всех элементов, входящих в состав структурнойаединицы таких веществ — формульной единицы, и также обозн ч ется Mr. П и этом, конечно, необходимо учитывать индексы уНсимволов томов.

апример, относительная формульная масса вещества CaCO3 равна:

Mr(CaCO3) = Ar(Ca) + Ar(C) + 3 Ar(O) = 40 + 12 + 3 16 = 100.

Относительная формульная масса вещества Al2(SO4)3 равна:

Mr(Al2(SO4)3) = 2 Ar(Al) + 3 (Ar(S) + 4 Ar(O)) = = 2 27 + 3 (32 + 4 16) = 342.

Правообладатель Народная асвета

56							Основные химические понятия
Относительная формульная масса показывает, во сколько раз мас-
са формульной единицы данного вещества больше										1 части массы
атома углерода, или атомной единицы массы u.										12
атома углерода, или атомной единицы массы u.
Вычисление массовой доли химического элемента по формуле ве-
щества
По формуле вещества можно рассчитать массовую долю атомов
										а
каждого химического элемента, который входит в сос ав э ого веще-
ства, т. е. определить, какую часть от общей массы в щества состав-
ляет масса атомов данного элемента.									т
ляет масса атомов данного элемента.									е
									е
Массоваядоля(w) атомовхимиче когоэлементаввеществепо-
казывает, какая часть относительнойвмолекулярной (формуль-
ной) массы вещества приходится на								томы данного элемента.
							с
Массовая доля атомов элемента А в сложном веществе АxBy рас-
считывается по формуле:						а
считывается по формуле:
					w(А) =	Ar (А) x		,
					w(А) =			,
					яMr (AxBy )
где w («дубль-вэ») — массоваяа						доля элемента А;
Ar(А) — относитель ая атом ая масса элемента А;
х, у — числа ат м в элементовн						А и В в формуле вещества;
Mr(АхBy) —			тн сительная молекулярная (формульная) масса веще-
ства АхBy.				д
Массовые доли выражаются в долях единицы или в процен-
т х.			о
т х.
Пример. Определите массовые доли элементов в фосфорной кис-
		р
лоте H3PO4.
	а					Решение
Дано:						Решение
H3PO4				1. Вычисляем относительную молекулярную массу
w(H) —?			фосфорной кислоты:
w(H) —?
Н				Mr(H3PO4) = 3 Ar(H) + Ar(P) + 4 Ar(O) =
w(P) —?				Mr(H3PO4) = 3 Ar(H) + Ar(P) + 4 Ar(O) =
w(O) —?					= 3 1 + 31 + 4 16 = 98.
		Правообладатель Народная асвета

Относительная молекулярная и относительная формульная массы

2. Рассчитываем массовые доли w атомов каждого элемента:

w(H) =

Ar (H) 3

= 0,03, или 3 %;

M (H PO )

w(P) =

Ar (P) 1

31 = 0,32 , или 32 %;

M (H PO )

w(O) =

A (O) 4

= 9864 = 0,65 , или 65 %.

Mr (H3PO4)

Ответ: w(H) = 3 %; w(P) = 32 %; w(O) = 65 %.

Обратите внимание

на

то,

что

w(H) + w(P) + w(O) = 1, или

100 %.

Относительная молекулярная (формульн я) масса вещест-

ва — это физическая величина, равн я отношениюс

массы моле-

кулы (формульной единицы)

вещества к

части массы атома

углерода.

а12

Эта величина равна сумме относительных атомных масс хи-

мических элементов, входящих вясостав молекулы (формульной

единицы) данного вещества, с учетом числа атомов каждого эле-

мента.

Вопросы и задания

1. Вычислите

тн сительные молекулярные массы следующих

веществ: HCl, NH

, HNO

, C

, O

о3

2. Вычислите относительные формульные массы веществ не-

молекулярного строения: CuSO

, Fe

, Na

, Ca

(PO

)

3. Чему равны массовые доли атомов элементов в следующих

веществах: N2O, NO, N2O3, N2O5, NH3, NH4NO3? В каком из этих ве-

ществ содержитсяН больше всего азота по массе? А меньше всего? 4. В каком из веществ — FeO, Fe2O3 или Fe3O4 — массовая

доля железа наибольшая?

5. Определите относительные формульные массы веществ: Al(NO3)3 и CaSO4. В каком из них массовая доля кислорода больше?

Правообладатель Народная асвета

58 Основные химические понятия

6*. В состав молекулы соединения азота с кислородом входят три атома кислорода. Относительная молекулярная масса этого вещества равна 76. Установите химическую формулу этого вещества и определите массовые доли атомов каждого элемента в нем.

7*. При горении сера соединяется с кислородом, обр зуя соединение, масса которого в 2 раза больше массы сгоревшей серы.

характеризуется определенным качественным и количественным со-

ставом.

Выведите формулу этого соединения, зная, ч о в его молекуле со-
держится один атом серы.				а
держится один атом серы.
8*. Рассчитайте массу железа, сод ржащ гося в минерале
			т		в этом
массой 1 кг, если массовая доля соединения железа Fe2O3					в этом
минерале составляет 60 %.			е
§ 12. Химическое количество веще тва.вМоль
		с
Любое чистое вещество имеет свою химическую формулу, т. е.
	я	а

Если необходима к к -то порция твердого вещества, то для этого

следует взять нужную его м ссу, т. е. взвесить вещество (рис. 43).

				д
Нужный объем жидкого вещества обычно отмеряют с помощью мен-
зурки или мерного цили					ара (рис. 44). Для отбора необходимой пор-
			о
ции (объема) газообразных веществ применяют специальные емкос-
ти — газометры (рис.н45).
		р
	а
	Н

Рис. 43. Различные типы лабораторных весов: а — двухчашечные технические; б — электронные; в — одночашечные

Правообладатель Народная асвета

Химическое количество вещества. Моль									59
									а
								т
Рис. 44. Мерные цилиндры					Рис. 45. Газометр
							е
Следовательно, объем и масса — это величины, характеризую-
щие данную порцию вещества.						в
Химическое количество вещества					с
Химическое количество вещества
В жизни мы часто не различаем пон тия «масса» и «количество».
					а
А это разные понятия. Когда вы говорите: «Я купил 2 кг груш», то
здесь речь идет о массе груш. Но если вы говорите: «Я купил 10 груш»,
то в этом случае речь идет о количествеягруш. Массу вещества из-
меряют в граммах, килограммах, то нах, а количество — в штуках.
				а
Груши можно пересчитать поштучно, а если это, например, зер-
на? Тут уже посчитать каж ое зернышко даже в небольшой емкости
сложно. Поэтому зерно			н
сложно. Поэтому зерно			бычно продают мешками, т. е. определен-
ными порциями. В кажд й такой порции — мешке (если они равны
по массе и все зе на		д
по массе и все зе на		динаковы) — будет находиться практически
одно и то же число зеоен. Подобным образом продают многие товары.
Например, яйца — десятками, спички — спичечными коробками, в
	р
каждом из которых находится по 45 спичек (рис. 46).
а
Н
Рис. 46. Порции различ-
ных товаров
	Правообладатель Народная асвета

60 Основные химические понятия

В химической практике, помимо массы или объема, необходимо знать число структурных единиц (атомов, молекул, формульных единиц), которые содержатся в данной порции вещества, поскольку именно они участвуют в химических реакциях. Поэтому в химии, как и в других естественных науках, используют физическую величину, характеризующую число частиц в рассматриваемой порции вещества.

Эта физическая величина называется колич с вом вещества или,
							а
как следует называть ее при химических расч тах, — химическое ко-
личество вещества.						т
личество вещества.					е


	Химическое количество веще тва — физическая величина,
	пропорциональная числу структурных единиц, содержащихся
	в данной порции вещества.			в
	в данной порции вещества.			с
				с
Другими словами, химическое количество вещества — это порция
данного вещества, содержащая определенноеа					число его структурных
единиц.
Химическое количество вещества обозначают латинской бук-
			я
		а
		н
вой n. Это одна из семи ос овных физических величин Международ-
ной системы единиц (СИ).

Моль — единица химического количества вещества

Например, единицаддлины — метр (м), массы — килограмм (кг),

Каждая из сн вных физических величин имеет свою единицу.


времени — секунда (с). Единицей химического количества вещества
является			о
		моль.
	Мольр— порция вещества (т. е. такое его химическое коли-

	чество), которая содержит столько же структурных единиц,
	а
	сколько атомов содержится в углероде массой 0,012 кг.
Сокращенное обозначение единицы химического количества запи-
сываетсяН		, как и полное, — моль. Поэтому, если слово «моль» стоит

после числа, то оно не склоняется, так же, как и другие сокращенные единицы величин: 3 кг, 5 л, 8 моль. При чтении вслух и при записи

Правообладатель Народная асвета

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 236 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке misc

#
09.03.20169.58 Mб1532846_e06b06cd6e9ad04f315d37bd4131ce33.pdf
#
09.03.201611.29 Mб3233033_be1bc857fd8878814d328e7e8f439cb1.pdf