§ 7. ХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ
краткий пересказ
Химические формулы являются «химическими словами» и представляют собой знаковую модель вещества.
Химической формулой называют обозначение состава вещества с помощью символов химических элементов и индексов.
Индекс — это цифра, записанная справа внизу от символа элемента, показывающая число атомов данного элемента в молекуле или формульной единице. Индекс 1 не указывается.
Коэффициент — это число, записанное перед формулой, показывающее количество молекул или формульных единиц вещества.
Примеры химических формул и их чтения:
O2 — кислород,
O3 — озон,
H2O — вода,
CH4 — метан,
CO2 — углекислый газ,
NH3 — аммиак.
Если в формуле имеются скобки, индекс после скобки относится ко всей группе атомов.
Примеры:
Ca(OH)2 — на один атом кальция приходится две группы ОН;
Ca(NO3)2 — на один атом кальция приходится две группы NO3;
(NH4)2HPO4 — вещество содержит две группы NH4 и группу HPO4.
Химическая формула показывает:
- индивидуальное вещество;
- тип вещества (простое или сложное);
- одну молекулу вещества (для веществ молекулярного строения) или формульную единицу (для веществ немолекулярного строения);
- качественный состав вещества;
- количественный состав вещества.
Относительная молекулярная масса (Mr) — это сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы или формульной единицы, с учётом их индексов.
Примеры расчёта относительной молекулярной массы:
Mr(CO2) = Ar(C) + 2·Ar(O) = 12 + 2·16 = 44;
Mr(SO2) = Ar(S) + 2·Ar(O) = 32 + 2·16 = 64;
Mr(H2SO4) = 2·Ar(H) + Ar(S) + 4·Ar(O) = 2·1 + 32 + 4·16 = 98;
Mr(Ca(NO3)2) = Ar(Ca) + 2·Ar(N) + 6·Ar(O) = 40 + 2·14 + 6·16 = 164.
Массовая доля химического элемента в сложном веществе обозначается w и показывает, какая часть массы вещества приходится на данный элемент.
Формула для расчёта массовой доли элемента:
w(Э) = Ar(Э) · n(Э) / Mr(вещества) · 100 %.
Пример: для сернистого газа SO2:
Mr(SO2) = 64;
w(S) = 32 / 64 · 100 % = 50 %;
w(O) = 50 %.
Химическая формула является основной знаковой моделью в химии и используется для описания состава веществ и выполнения количественных расчётов.