Химические формулы простых и сложных веществ

Химическая формула необходима для отражения состава вещества с помощью специальных символов и индексов. Формула включает символы химических элементов, уточнить которые всегда можно в таблице Менделеева, и индексы.

В последнем случае речь идет о цифре, которая ставится справа снизу после знака элемента и указывает на количество его атомов. При ответственной подготовке к ЕГЭ по химии без умения читать формулы веществ просто не обойтись.

Химические формулы простых и сложных веществ

Для большинства простых веществ (многие неметаллы и все металлы) формула представляет собой знак соответствующего химического элемента. Так, для вещества медь и химического элемента медь обозначение одинаково — Cu.

Если же вещество существует в форме молекул, то к знаку химического элемента справа внизу добавляется индекс, которые указывает на количество атомов в молекуле. В соответствии с этим правилом формула кислорода записывается как O₂, хлора — Cl₂, фосфора — P₄.

Химическая формула простого вещества дает возможность получить следующую информацию:

1. Название вещества;
2. Относительная атомная масса;
3. Молярная масса.

На примере алюминия Al можно сказать следующее:

1. Алюминий;
2. 27 (округленная);
3. 27 (округленная).

При записи химических формул сложного вещества указывают знаки всех составляющих химических элементов и индексы, по которым можно определить, сколько элементов конкретного атома входит в молекулу.

Если индекс отсутствует, то необходимо иметь в виду, что возле знака находится цифра 1.

В некоторых случаях в уравнении реакции перед формулой может стоять цифра. Речь идет о коэффициенте, отражающем число молекул или молей вещества. Если знак химического элемента стоит не перед, а после коэффициента, то речь идет о количестве атомов данного элемента. Например, 3Cu: количество атомов меди — три, количество моль — тоже три.

Химическая формула сложного вещества дает возможность получить следующую информацию:

1. Название вещества;
2. Класс веществ, к которым оно относится;
3. Относительная молекулярная масса;
4. Молярная масса;
5. Качественный состав (список образующих вещество химических элементов);
6. Количественный состав (количество атомов каждого элемента, количество молей);
7. Массовый состав (массовые доли отдельных элементов в веществе, их массы в 1 моле вещества).

Возьмем для примера глюкозу C₆H₁₂O₆ и разберем ее по представленному выше плану:

1. Глюкоза;
2. Углеводород;
3. M_r(C₆H₁₂O₆) = 6A_r(C) + 12A_r(H) + 6A_r(O) = 6·12 + 12·1 + 6·16= 72 + 12 + 96 = 180;
4. 180 г/моль;
5. Углерод, водород, кислород;
6. В молекуле глюкозы содержится 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода, в 1 моль глюкозы содержится: 6 углерода, 12 водорода и 6 кислорода;
7. W(C) = (n(C)·Ar(C))/Mr(C₆H₁₂O₆) = (6·12)/180= 0,4 (40%)

W(H) = (n(H)·Ar(H))/Mr(C₆H₁₂O₆) = (12·1)/180= 0,07 (7%)

W(O) = (n(O)·Ar(O))/Mr(C₆H₁₂O₆) = (6·16)/180= 0,53 (53%)

В 1 моль глюкозы (100 г) содержится 40 г углерода, 7 г водорода и 53 г кислорода.

Расписание ЕГЭ [get Academic Year]: досрочный и основной периоды

Структурная химическая формула

Под структурной формулой понимается изображение, отражающее в графическом виде структуру молекул, порядок соединения атомов в них, а также валентность элементов. Данная информация может быть представлена в 2D или 3D виде.

В первом случае для обозначения общих электронных пар используются штрихи (валентные черточки).

Структурные 2D формулы могут быть представлены в нескольких вариантах (в качестве примера приведен пиридин C₅H₅N):

1. Развернутые. Содержат самую полную информацию, в них представлены все химические элементы и отражены все химические связи;
2. Развернутые без указания валентными штрихами связей с атомами водорода;
3. Скелетные. Данный вариант является самым кратким — здесь отсутствует информация об атомах водорода, которые связаны с атомами, и о самих связях тоже. Для обозначения атомов углерода и их связей используется ломаная: вершины и концы, которые не контактируют ни с одним из атомов, являются атомами углерода, а звенья между ними — связями.
4. Формулы для соединений с бензольным кольцом. Речь идет о шестиугольнике, внутри которого находится окружность. Такая запись свидетельствует о том, что все связи между атомами углерода равноправны.

Порядок составления графических структурных формул первого и второго типов следующий:

1. Определяем валентность химических элементов, составляющих вещество;
2. Выписываем знаки химических элементов по одному знаку на каждый входящий в вещество атом;
3. Соединяем выписанные знаки штрихами. Каждая черта — общая электронная пара, которая связывает химические элементы и в одинаковой степени принадлежит им обоим. Знаки элементов должно окружать такое количество штрихов, которое соответствует их валентности.

Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:

Остались вопросы? Задайте их эксперту!

Владислав Барышников

Эксперт по подготовке к ЕГЭ, ОГЭ и ВПР

Задать вопрос

Закончил Московский физико-технический институт (Физтех) по специальности прикладная физика и математика. Магистр физико-математических наук. Преподавательский стаж более 13 лет. Соучредитель курсов ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu.