Hemijska formula

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu

Hemijska formula - konvencionalna oznaka hemijskog sastava i strukture jedinjenja pomoću simbola hemijskih elemenata , numeričkih i pomoćnih znakova ( zagrade , crtice, itd.). Hemijske formule su sastavni dio jezika hemije , na osnovu kojih se izrađuju šeme i jednačine hemijskih reakcija , kao i hemijska klasifikacija i nomenklatura supstanci [1] . Jedan od prvih koji ih je koristio bio je ruski hemičar A. A. Iovskij .

Hemijska formula može značiti ili odražavati [1] :

Na primjer, formula HNO 3 znači:

  • 1 molekul dušične kiseline ili 1 mol dušične kiseline;
  • kvalitativni sastav: molekul dušične kiseline sastoji se od vodonika , dušika i kisika ;
  • kvantitativni sastav: molekula dušične kiseline sadrži jedan atom vodika, jedan atom dušika i tri atoma kisika.

Vrste

Trenutno se razlikuju sljedeće vrste hemijskih formula:

  • Najjednostavnija formula . Može se dobiti empirijski kroz određivanje odnosa hemijskih elemenata u supstanci koristeći vrednosti atomske mase elemenata. Dakle, najjednostavnija formula za vodu je H 2 O, a najjednostavnija formula za benzen je CH (za razliku od C 6 H 6, istina, vidi dolje ). Atomi u formulama su označeni znakovima hemijskih elemenata, a njihova relativna količina označena je brojevima u formatu indeksa. [2]
  • True Formula ... Molekularna formula [3] - može se dobiti ako je poznata molekulska težina [3] supstance. Prava formula vode je H 2 O, što se poklapa s najjednostavnijom. Prava formula benzena je C 6 H 6 , koja se razlikuje od najjednostavnije. Prave formule se nazivaju i bruto formule . Oni odražavaju sastav, ali ne i strukturu molekula supstance. Prava formula pokazuje tačan broj atoma svakog elementa u jednom molekulu. Ova količina odgovara indeksu [subscript] - mala cifra iza simbola odgovarajućeg elementa. Ako je indeks 1, odnosno postoji samo jedan atom ovog elementa u molekuli, onda takav indeks nije naznačen.
  • Racionalna formula . U racionalnim formulama izdvajaju se grupe atoma koje su karakteristične za klase hemijskih jedinjenja. Na primjer, za alkohole se razlikuje grupa –OH . Kada se piše racionalna formula, takve grupe atoma su zatvorene u zagradi (OH). Broj ponavljajućih grupa označen je indeksnim brojevima koji se pojavljuju odmah nakon završne zagrade. Uglaste zagrade se koriste za prikaz strukture složenih spojeva . Na primjer, K 4 [Co (CN) 6 ] [4] - kalijev heksacijanokobaltat . Racionalne formule se često nalaze u poluproširenom obliku, kada su neki od istih atoma prikazani odvojeno kako bi bolje odražavali strukturu molekula supstance.
  • Markushova formula je formula u kojoj je dodijeljeno aktivno jezgro i niz varijanti supstituenata, kombiniranih u grupu alternativnih struktura. To je zgodan način da se sumiraju hemijske strukture. Formula se odnosi na opis čitave klase supstanci. Upotreba "širokih" Markush formula u hemijskim patentima dovodi do mnogo problema i rasprava.
  • Empirijska formula . Različiti autori mogu koristiti ovaj termin za označavanje najjednostavnije [5] , istinite ili racionalne [6] formule.
  • Strukturna formula . Grafički prikazuje međusobni raspored atoma u molekulu. Hemijske veze između atoma označene su linijama (crticama). Razlikujte dvodimenzionalne (2D) i trodimenzionalne (3D) formule. Dvodimenzionalni predstavljaju odraz strukture supstance na ravni (također skeletna formula - pokušaj aproksimacije 3D strukture na 2D ravni). Trodimenzionalni [prostorni modeli] omogućavaju najbližim teorijskim modelima strukture supstance da predstave njen sastav i, često (ali ne uvek), potpuniji (istinski) međusobni raspored atoma, ugao veze i udaljenost između atomi.

Na primjer, za etanol :

  • Najjednostavnija formula: C 2 H 6 O
  • Tačna, empirijska ili gruba formula: C 2 H 6 O
  • Racionalna formula: C 2 H 5 OH
  • Racionalna formula u poluproširenom obliku: CH 3 CH 2 OH
  • Strukturna formula (2D):
 N N
      │ │
    H — C — C — O — H
      │ │
      N N
  • Strukturna formula (3D):
Opcija 1:
Ethanol-3D-balls.png
Opcija 2:
Etanol-3D-vdW.png

Najjednostavnija formula C 2 H 6 O može jednako odgovarati dimetil etru (racionalna formula; strukturni izomerizam ): CH 3 —O — CH 3 .

Postoje i drugi načini za pisanje hemijskih formula. Nove metode pojavile su se kasnih 1980-ih s razvojem tehnologije personalnih računara ( SMILES , WLN, ROSDAL, SLN, itd.). Personalni računari takođe koriste posebne softverske alate zvane molekularni uređivači za rad sa hemijskim formulama.

Bilješke (uredi)

  1. 1 2 Osnovni pojmovi hemije (veza nedostupna) . Pristupljeno 23. novembra 2009. Arhivirano 21. novembra 2009.
  2. Razlikovanje između empirijskih i istinitih formula. Empirijska formula izražava najjednostavniju formulu supstance (hemijskog jedinjenja), koja se utvrđuje elementarnom analizom. Dakle, analiza pokazuje da najjednostavnija , ili empirijska , formula određenog spoja odgovara CH. Prava formula pokazuje koliko je ovih najjednostavnijih CH grupa sadržano u molekulu. Predstavimo pravu formulu u obliku (CH) x , tada pri vrijednosti x = 2 imamo acetilen C 2 H 2 , pri x = 6 - benzen C 6 H 6 .
  3. 1 2 Strogo govoreći, pojmove „ molekularna formula “ i „ molekularna težina “ soli ne treba koristiti, jer u solima nema molekula, već samo uređene rešetke koje se sastoje od jona . Nijedan od natrijevih jona [kationa] u strukturi natrijum hlorida ne "pripada" nekom određenom hloridnom jonu (anion). Ispravno je govoriti o hemijskoj formuli soli i odgovarajućoj formuli mase . Pošto je hemijska formula ( tačno ) natrijum hlorida NaCl, formula masa natrijum hlorida je definisana kao zbir atomskih masa jednog atoma natrijuma i jednog atoma hlora:

    1 atom natrijuma: 22.990 a. jesti.
    1 atom hlora: 35,453 a. jesti.
    ———————————

    Ukupno: 58.443 au jesti.

    Uobičajeno je da se ova vrijednost zove " molekularna težina " natrijum hlorida i nema nesporazuma ako jasno razumete kakvu strukturu ima so. Mol natrijum hlorida ima masu 58,443 g. Sadrži 6,022 · 10 23 natrijumovih jona i 6,022 · 10 23 hloridnih jona. Iako se ne spajaju u parove u molekule, odnos između broja tih i ostalih jona je tačno 1:1.

  4. Formule spojeva jonskog tipa [i/ili pod pretpostavkom da su jonski - polarni kovalentni (intermedijarni jonsko-kovalentni)] izražavaju samo najjednostavniji omjer između jona (katjona i anjona). Dakle, kristal natrijum klorida NaCl sastoji se od Na + i Cl - iona u omjeru 1: 1, što osigurava elektroneutralnost spoja u cjelini. Rezonirajući na sličan način, napominjemo da se kristali CaF 2 sastoje od Ca 2+ i F - u omjeru 1:2. Isto tako, K 4 [Co (CN) 6 ] se sastoji od K + katjona i [kompleksne koordinacije ] Co (CN) 6 4– anjona u omjeru 4:1 (iako ovo jedinjenje ima složeniju koordinaciono-kompleksnu kristalnu strukturu). Slično, pirit FeS 2 sadrži Fe 2+ katione i S 2 2– anione u omjeru 1:1 (nema S 2– sulfidne anione; atomi sumpora u persulfidnom anionu povezani su relativno jakim kovalentnim [nepolarnim kovalentnim ] obveznica).
    U spojevima ove vrste ne mogu se naći pojedinačni molekuli NaCl i CaF 2 , te stoga ove formule ukazuju samo na omjer kationa i anjona koji čine ove tvari (hemijska jedinjenja).
  5. M. A. Fedorovskaya. Hemijska formula // Hemijska enciklopedija u 5 tomova.. - M .: Velika ruska enciklopedija, 1998. - T. 5. - P. 123. - 783 str.
  6. Chemist's Handbook. - L .: Hemija, 1971. - T. II. - S. 397 .-- 1168 str. - 20.000 primeraka.

vidi takođe