Образуване на химична формула и що е валентност?


Категория на документа: Химия


Химични формули
Химичните елементи и формулите на веществата/химичните съединения се записват с формули. Това се дължи на факта, че веществата имат постоянен състав. Съставът на химичните съединения е постоянен и не може да се изменя от условията на средата. Например водата винаги ще е изградена от един водороден (H) и два кислородни (O) атома, независимо дали е речна, езерна или вода, получена в химическа лаборатория . Това твърдение е доказано.
Всяко химично съединение има точно определен и постоянен състав, който не зависи от начина на получаването му. Този закон се нарича закон на Пруст или закон за постоянния състав на химичните съединения.
Законът на Прус важи както за химичните съединения с атомен строеж, така и за тези с йонен строеж. Без значение как е получено съединението, съставът му винаги ще бъде един и същ и в еднакво съотношение.
Законът за постоянния състав на химичните съединения е един от най-важните в химията , който допринася за утвърждаването на химията като точна наука. Въз основа на този закон химичните съединения се записват с химични формули. Например химичната формула на водата е H2O.
Как се записват химичните формули?
Химичните формули са означения на простите вещества и се записват със съответните знаци на химичните елементи. Първо се записват вида на елементите като в долният им десен индекс се записват броят на атомите на елемента, който участва в съединението (веществото). Вземете за пример водата. Химичната формула на това вещество е H2O, от която химична формула разбиране, че това съединение е изградено от атомите на водорода (H) и кислорода (O) като в случая атомите на водорода са два (H2), а кислорода участва само с един атом (O).
Химичните формули ни дават информация кое е веществото, от кои елементи е изградено, с колко атоми (йони) участва всеки химичен елемент. Въз основа на химичните формули може да се изчисли молекулната маса на съединението.
Отново ще вземем за пример водата. Както уточнихме, нейната химична формула е H2O . Молекулната маса се изчислява като се съберат атомните маси на веществата, от които е изградено съответното вещество. В случая водата е изградено от два атома водород и един атом кислород. В периодичната система ще видите, че атомната маса на един атом водород е 1. В случая имаме два атома водорода и умножаваме 2x1, тоест атомната маса на водорода в случая е 2. Ако имахме 15 водородни атома, тяхната атомна маса щеше да бъде 15, защото умножаваме 15x1 , защото 1 е атомната маса на водорода. Атомната маса на кислорода (O) е 16. Този елемент участва само с един атом в съединението, следователно 1x16=16. Ако кислорода участваше, например с 20 атома, щяхме да умножим 20x16=320. След като съберем двете атомни маси на водорода (2x1=2) и на кислорода (1x16=16), получаваме 18. Следователно молекулната маса на водата (H2O) е 18.
Какво е mol?
Mol в химията е мерна единица за количество вещество. Например ако вземем веществото вода (H2O) можем да кажем, че имаме един мол вода. Но ако имахме 2 H2O можем да кажем, че имаме два мола вода. Израза 2 H2O може да се представи и по този начин: n(H2O)=2 като това означава, че количеството вещество вода е 2 мола, защото с n в химията се означава количество вещество.
Съставяне на химични формули и определяне на валентност
Без да знаем валентността на химичните елементи не можем да напишем правилна химична формула, тъй като няма да знаем колко и какви са връзките между елементите.
Пресмятане на валентността (начин 1)
(1) Произведението от броя на атомите и валентността на единия елемент в съединението е равно на произведението от броя на атомите и валентността на другия елемент от съединението. Това най-лесно се илюстрира с примери като тези по-долу:
CO2 (въглероден диоксид) - в това съединение въглерода е представен от един атом (C1 - когато атомът е само един, този индекс 1 не се пише) , а кислорода от два атома (O2 - два атома кислород). Някои елементи като кислород, водород, алуминий и други имат постоянна валентност, която НЕ СЕ ИЗМЕНЯ в съединенията им. Кислородът е елемент с постоянна валентност "2". Ако ползваме правило (1) и умножим броя атоми кислород (в случая два) по валентността на кислорода (кислорода винаги е във втора валентност (2) ) ще получим 4. Тъй като произведението от броя на атомите и валентността на единия елемент в съединението е равно на произведението от броя на атомите и валентността на другия елемент от съединението получаване, че въглерода проявява четвърта валентност в това съединение.
Валентността се пише като горен десен индекс. Ако трябва да напишем съединението с валентността и броя атоми, то ще изглежда по следния начин C41O22 . Горните индекси показват валентността, а долните броят атоми. В случая въглерода има валентност 4, а кислорода постоянна втора валентност като водорода е представен от един атом, а кислорода от два. Отново ще проверим правило (1) . Въглеродът (4x1=4) има стойност 4, а кислорода (2x2) също четири. Следователно валентността е пресметната правилно.
Пресмятане на валентността (начин 2)
Отново ще пресметнем валентността на същото съединение - въглероден диоксид (CO2). В случая търсим валентността на въглерода (C), а знаем тази на кислорода (O), защото тя е постоянна и никога не се изменя (валентността на кислорода е 2).
За да пресметнем валентността на въглерода ще го означим с x. За да пресметнем валентността на елемента умножаваме неговата валентност (в случая е неизвестна) по неговия индекс (броя атоми - в случая въглерода е представен от един атом) и приравняваме с произведението от валентността и индекса (броя атоми - в случая тези на кислорода (O) са 2) на кислорода (O).
Получава се следния израз: 1x=2x2
Умножаваме 1 по x за въглерода (C), защото въглерода е представен от само един атом, а валентността му е неизвестна. Затова я означаваме с x.
Умножаваме 2x2 за кислорода, защото кислорода (O) е представен от два атома (O2) и има постоянна втора валентност.
В случая от израза 1x=2x2 се получава 1x=4 или 4/1=4. Получаваме, че валентността на въглерода е 4. За да проверим дали сме пресметнали правилно ползваме правило (1) . Произведението от валентността и индекса на кислорода е 4. Следователно сме решили правилно задачата.
Съставяне на формула на химичен елемент по позната валентност
Да приемем, че ви е зададена следната задача: намерете формулата на оксид на сярата, като знаете, че в него елементът сяра е от четвърта валентност.
В случая знаем валентностите и на двата елемента. Валентността на сярата е четвърта (S4), а валентността на кислорода е постоянна втора (O2). За да намерите индексите им (броят атомите, от които са изградени) трябва да намерим най-малкото общо кратно на валентностите на двата елемента. Тъй като сярата е от четвърта, а кислорода от втора валентност, тяхното най-малко общо кратно (НОК) е 4, защото 4 се дели както на 4, така и на две. Следователно за сярата 4/4=1 , а за кислорода 4/2=2. Тоест получаваме, че сярата участва в съединението само с един атом (индексът е 1, а 1 не се пише), а кислорода участва с два атома (индексът му е 2). Тоест химичната формула на съединението заедно с индексите и валентността е следната : S4O22 .
Съставяне на структурни формули
Със структурните формули се представя структурата на веществата или по-точно строежът на молекулите им. В структурните формули свързването на атомите става с валентни чертички като те съответстват на неговата валентност. Ако вземем за пример елементът въглероден диоксид (CO2), неговата структурна формула изглежда по следния начин O=C=O . Това е така, защото кислородът има втора валентност, а въглерода е от четвърта валентност (конкретно в това съединение).





Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Образуване на химична формула и що е валентност? 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.