Қышқылдардың құрылымдық формулалары қалай жазылады. Татар қышқылы: құрылымдық формуласы, қасиеттері, алынуы және қолданылуы. Есептерді шешу мысалдары

Заттардың формулаларын графикалық түрде бейнелеу кезінде молекуладағы атомдардың орналасу реті валенттілік штрихтары деп аталатын жолдар арқылы көрсетіледі («валенттілік штрих» терминін 1858 жылы А. Купер атомдардың адгезиясының химиялық күштерін белгілеу үшін ұсынған) , әйтпесе валенттілік сызығы деп аталады (әрбір валенттілік сызығы немесе валенттік жай коваленттік қосылыстардағы бір жұп электронға немесе иондық байланыстың түзілуіне қатысатын бір электронға эквивалентті). Формулалардың графикалық көрінісі көбінесе тек қосылыстар үшін қолайлы құрылымдық формулалар ретінде дұрыс түсінілмейді. коваленттік байланысжәне молекуладағы атомдардың өзара орналасуын көрсетеді.

Мұны мысалдармен көрсетейік. Ойша біз алдымен қағаз парағын бірнеше бағандарға «үземіз» және оксидтердің, негіздердің, қышқылдардың, тұздардың формулаларын графикалық бейнелеу алгоритмі бойынша келесі ретпен әрекеттерді орындаймыз.

Оксидті формулалардың графикалық көрінісі (мысалы, А л 2 О 3 )

IIIIII

1. А-дағы элементтер атомдарының валенттілігін анықтаңдар л 2 О 3

2. Жазу химиялық белгілербірінші орында металл атомдары (бірінші баған). Егер бірнеше металл атомдары болса, онда біз бір бағанға жазып, валенттілікті (атомдар арасындағы байланыстардың санын) валентті штрихтармен белгілейміз.

Z. Екінші орында (баған), сондай-ақ бір бағанда, оттегі атомдарының химиялық белгілері алады және әрбір оттегі атомында екі валентті штрих болуы керек, өйткені оттегі екі валентті.

llll l

Негізгі формулалардың графикалық көрінісі(Мысалы Ф e(OH) 3)

1. Элементтердің атомдарының валенттілігін анықтаңдар Фe(OH) 3

2. Бірінші орында (бірінші баған) металл атомдарының химиялық белгілерін жазамыз, олардың валенттілігін белгілейміз. F e

Z. Екінші орынды (бағананы) оттегі атомдарының химиялық белгілері алады, олар металл атомымен бір байланыспен жалғасады, екінші байланыс әлі де «бос»

4. Үшінші орында (баған) оттегі атомдарының «еркін» валенттілігіне сутегі атомдарының қосылуының химиялық белгілері.

Қышқыл формулаларының графикалық көрінісі (мысалы, H 2 SO 4 )

лVlll

1. H 2 элементтер атомдарының валенттілігін анықтаңдар SO 4 .

2. Бірінші орында (бірінші баған) валенттілігін белгілей отырып, бір бағанға сутегі атомдарының химиялық белгілерін жазамыз.

N—

N—

Z. Екінші орында (баған) сутегі атомымен бір валентті байланыспен қосылатын оттегі атомдары, ал әрбір оттегі атомының екінші валенттілігі әлі де «бос» болады.

БІРАҚ -

БІРАҚ -

4. Үшінші орында (баған) валенттілік белгісі бар қышқыл түзуші атомдардың химиялық белгілері.

5. Оттегі атомдары валенттілік ережесі бойынша қышқыл түзуші атомның «бос» валенттіліктеріне қосылады.

Тұз формулаларының графикалық көрінісі

Орташа тұздар (Мысалы,Фе 2 SO 4 ) 3) Орташа тұздарда қышқылдың барлық сутегі атомдары металл атомдарымен ауыстырылады, сондықтан олардың формулаларын графикалық түрде көрсету кезінде бірінші орынды (бірінші бағанды) валенттілік белгісімен металл атомдарының химиялық белгілері алады, содан кейін - қышқылдардағы сияқты, яғни екінші орында (баған) оттегі атомдарының химиялық белгілері үшінші орында (баған) - қышқыл түзетін атомдардың химиялық белгілері, олардың үшеуі бар және олар алты оттегі атомына қосылады. . Оттегі атомдары валенттілік ережесі бойынша қышқыл түзуші агенттің «бос» валенттіліктеріне қосылады.

Қышқыл тұздар ( мысалы, Ba (H 2 PO 4 ) 2) Қышқыл тұздарын қышқылдағы сутегі атомдарын металл атомдарымен ішінара алмастыру өнімдері ретінде қарастыруға болады, сондықтан қышқыл тұздарының графикалық формулаларын құрастыру кезінде бірінші орында металл және сутегі атомдарының химиялық белгілері жазылады (бірінші баған) валенттілік белгісімен

N—

N—

Va =

N—

N—

Екінші орында (баған) оттегі атомдарының химиялық белгілері

қышқылдар- Бұл күрделі заттар, олардың молекулалары алмастырылатын сутегі атомдарынан және қышқылдық қалдықтардан тұрады.

Қышқыл қалдығының теріс заряды бар.

Аноксид қышқылдары: HCl, HBr, H 2 S және т.б.

Сутегі және оттегі атомдарымен бірге құрамында оттегі бар қышқыл молекуласын түзетін элемент деп аталады. қышқыл түзуші.

Молекуладағы сутегі атомдарының санына қарай қышқылдар бөлінеді бір негіздіЖәне көп негізді.

Бір негізді қышқылдардың құрамында бір сутегі атомы бар: HCl, HNO 3 , HBr және т.б.

Көп негізді қышқылдардың құрамында екі немесе одан да көп сутегі атомдары болады: H 2 SO 4 (екі негізді), H 3 PO 4 (үш негізді).

Оттегі жоқ қышқылдарда жалғаулық дауысты «о» және «... тұз қышқылы«. Мысалы: HF - фторсутек қышқылы.

Егер қышқыл түзуші элемент максималды тотығу дәрежесін көрсетсе (ол топ нөміріне сәйкес келеді), онда элементтің аты қосылады. «... наяқышқыл». Мысалы:

HNO 3 – азот ал менқышқыл (себебі азот атомының максималды тотығу дәрежесі +5)

Егер элементтің тотығу дәрежесі максимумнан төмен болса, онда қосыңыз «... тазақышқыл»:

1+3-2
HNO 2 – азот расқышқыл (өйткені қышқыл түзуші N элементінің тотығу дәрежесі ең аз).

H3PO4 - ортофосфор қышқылы.

HPO 3 - метафосфор қышқылы.

Қышқылдардың құрылымдық формулалары.

Құрамында оттегі бар қышқыл молекуласында сутегі атомы оттегі атомы арқылы қышқыл түзуші элемент атомымен байланысады. Сондықтан құрылымдық формуланы құрастыру кезінде барлық гидроксид иондары алдымен қышқыл түзуші элемент атомына қосылуы керек.

Содан кейін қалған оттегі атомдарын екі сызықшамен қышқыл түзуші элемент атомдарына тікелей қосыңыз (2-сурет).

Қышқылдар Қышқылдар – металмен алмастырылатын сутегі атомдарынан және қышқыл қалдығынан тұратын күрделі заттар. Қышқылдардың номенклатурасы Қышқылдардың жүйелі және дәстүрлі атауларын ажырату. Ең танымал қышқылдар мен олардың тұздарының дәстүрлі атаулары 1-кестеде келтірілген. 1-кесте. Қышқылдың атауы Формула Тұздардың атауы Холороводородная (соляная) Хлорноватистая Хлористая Хлорноватая Хлорная HNO2 HNO3 HAlO2 H3BO3 HBr H4SiO4 H3BO3 HBr H4SiO4 H2SiO3M HBr H4SiO4 H2SiO3M H2SO3M H2SiO4H2S2n. H2S HCOOH HCN H2CO3 CH3COOH H3PO4 HPO3 HF H2CrO4 H2Cr2O7 HCl HClO HClO2 HClO3 HClO4 Нитриты Нитраты Метаалюминаты Ортобораты Бромиды Ортосиликаты Метасиликаты Манганаты Перманганаты Роданиды Сульфаты Тиосульфаты Сульфиты Сульфиды Formates Cyanides Carbonates Acetates Orthophosphates Metaphosphates Fluorides Chromates Dichromates Chlorides Hypochlorites Chlorites Chlorates Perchlorates its degree of oxidation. Мысалы: 1 H2SO4 - тетраоксульфаты (VI) сутегі H2SO3 - триоксульфаты (IV) сутегі H3PO4 - тетраоксофосфаты (V) сутегі -, три-, тетра- және т.б. Мысалы: H2S2O7 - күкірт қышқылы H2Cr2O7 - бихром қышқылы H2B4O7 - тетрабор қышқылы Оттегісіз қышқылдардың атаулары қышқыл түзуші элементтің атынан, -сутек жалғауын қосу арқылы жасалған. Мысалы: HCl - тұз қышқылы H2S - сульфид қышқылы Қышқылдардың жіктелуі Қышқылдар бірқатар критерийлер бойынша жіктеледі. I. құрамы бойынша Қышқылдар құрамы бойынша оттегі бар және аноксидті қышқылдар болып, ал құрамындағы металмен алмастырылатын сутегі атомдарының санына қарай бір негізді, екі негізді және үш негізді болып бөлінеді. Қышқылдар Оттегісіз HF, HCl, HBr, HJ, H2S, HCN, HCNS және т.б. Құрамында оттегі бар H2SO4, H2SO3, HNO3, H3PO4, H2SiO3 және т.б. 2 II. негізділігі бойынша қышқылдардың негізділігі — металмен алмастырылатын сутегі атомдарының саны. Қышқылдар бір негізді екі негізді үш негізді HF, HBr, HJ, HNO2, HNO3, HAlO2, HCN және басқалар H2SO4, H2SO3, H2S, H2CO3 және басқалары H3PO4 III. күші бойынша Қышқылдар Күшті HCl, HBr, HJ, H2SO4, HNO3, HMnO4, HClO4, HClO3, H2Cr2O7, H2S2O3 және т.б. Әлсіз HF, HNO2, H2SO3, H2CO3, H2SiO3, H2S, H3BO3, H2S, H3BO3; барлық органикалық қышқылдар Қышқылдардың құрылымдық формулалары Оттегісіз қышқылдардың құрылымдық формулаларын құрастырған кезде бұл қышқылдардың молекулаларында сутегі атомдары металл емес атоммен байланысатынын ескеру керек: H – Cl. Құрамында оттегі бар қышқылдардың құрылымдық формулаларын құрастыру кезінде сутегі орталық атоммен оттегі атомдары арқылы байланысатынын есте сақтау керек. Егер, мысалы, күкірт және ортофосфор қышқылдарының құрылымдық формулаларын құрастыру қажет болса, онда келесі әрекеттерді орындаңыз: 3 а) берілген қышқылдың сутегі атомдарын бірінің астына жазыңыз. Содан кейін оттегі атомдары арқылы орталық атомға сызықшалар арқылы қосылады: ә) қалған оттегі атомдары орталық атомға қосылады (валенттікті ескере отырып): Қышқылдарды алу әдістері диаграммада көрсетілген. Физикалық қасиеттері Күкірт, азот, тұз сияқты көптеген қышқылдар түссіз сұйықтықтар болып табылады. Қатты қышқылдар да белгілі: ортофосфорлық H3PO4, метафосфорлық HPO3. Барлық дерлік қышқылдар суда ериді. Ерімейтін қышқылдың мысалы ретінде кремний H2SiO3 болып табылады. 4 Қышқыл ерітінділерінің дәмі қышқыл. Мәселен, мысалы, көптеген жемістер құрамындағы қышқылдарға қышқыл дәм береді. Қышқылдардың атауы осыдан: алма, лимон т.б. Химиялық қасиеттері Жалпыланған Химиялық қасиеттеріқышқылдар 2 кестеде талқыланады. Кестеде алмасу реакцияларына қатысты реакция теңдеулері көрсетілген. Ерітінділердегі алмасу реакциялары келесі үш жағдайда соңына дейін жүретінін ескеру қажет: 1. реакция нәтижесінде су түзілсе, мысалы, бейтараптандыру реакциясында; 2. реакция өнімдерінің бірі ұшқыш зат болса, мысалы, күкірт қышқылы тұздардан тұз қышқылын ығыстырады, өйткені ол ұшқышырақ болады; 3. реакция өнімдерінің біреуі тұнбаға түссе, мысалы, ерімейтін негіздерді алу реакциясында. Кесте 2. Қышқылдар әрекеттесетін заттар 1. Индикаторлармен 2. Металдармен. Егер метал сутегінің сол жағындағы металдардың белсенділік қатарында болса, онда сутегі бөлініп, тұз түзіледі. HNO3 және конс. H2SO4 қоспасы 3. Негізгі оксидтермен. Тұз және су түзіледі 4. Негіздермен – бейтараптандыру реакциясы. Тұз және су түзіледі 5. Тұздармен. Бірқатар қышқылдарға сәйкес (әрбір алдыңғы қышқыл тұздан келесі қышқылды ығыстыра алады: Мысалдар Лакмус қызыл түске боялады Метил апельсин қызғылт түске боялады Фенолфталин түссіз болады Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 t CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O негіз + қышқыл → тұз + су NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 t ZnCl2 (cr) + H2SO4(conc) → ZnSO4 + 2HCl HNO3 H2SO4, HCl, H2SO3, H2CO3, H2S, HPO3 * H2S6. Қыздырғанда кейбір H2SiO3 → H2O + SiO2 қышқылдары ыдырайды. қышқыл оксидіжәне су * Бұл қатар шартты болып табылады. Бірақ көп жағдайда қышқылдар мен тұздар арасындағы реакциялар осы қатарға сәйкес жүреді. 5 Сұрақтар мен тапсырмалар 1. Қандай заттарды қышқылдар деп атайды? 2. Мына қышқылдардың құрылымдық формулаларын құрыңдар: а) көміртекті; б) гидробромды; в) күкіртті; г) хлор HClO4 3. Қышқылдар қалай алынады? 4. Қандай екі жолмен алуға болады: а) фосфор қышқылы; б) күкірт қышқылы? Сәйкес реакциялардың теңдеулерін жазыңыз. 5. Төмендегі кестені сызыңыз. Тиісті бағандарға қышқылдар қатысатын және түзілетін реакциялардың үш теңдеуін жазыңыз. Алмасу алмастырғыш қосылыстың ыдырау реакциялары 6. Қышқылдардың химиялық қасиеттерін сипаттайтын химиялық реакция теңдеуіне үш мысал келтіріңіз. Олардың қандай реакция түріне жататынын ескеріңіз. 7. Формулалары берілген заттардың қайсысы тұз қышқылымен әрекеттеседі: а) CuO; б) Cu; c) Cu(OH)2; d) Ag; д) Al(OH)3? Мүмкін болатын реакция теңдеулерін жазыңыз. 8. Схемалар берілген: Орындалатын реакция теңдеулерін жазыңыз. 9. P2O5, Cl2O, SO2, N2O3, SO3 оксидтерін сумен әрекеттестіргенде қандай қышқылдарды алуға болады? 10. Мына қышқыл оксидтеріне сәйкес келетін қышқылдардың формулалары мен атауларын жазыңыз: CO2, P2O5, Mn2O7, CrO3, SiO2, V2O5, Cl2O7. 6

Алкогольдермен танысуымызды аяқтау үшін мен тағы бір белгілі заттың - холестериннің тағы бір формуласын беремін. Бір атомды спирт екенін бәрі біле бермейді!

|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #a_(A-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\

Мен ондағы гидроксил тобын қызыл түспен белгіледім.

карбон қышқылдары

Органикалық қышқылдардың айрықша белгісі - мұндай заттарға қышқылдық қасиеттер беретін карбоксил тобының (COOH) болуы.

Сірке суын қолданып көргендердің бәрі оның өте қышқыл екенін біледі. Мұның себебі - құрамында сірке қышқылының болуы. Әдетте, үстел сірке суының құрамында 3-тен 15% -ға дейін сірке қышқылы, қалғаны (негізінен) су бар. Сұйылтылмаған сірке қышқылын жеу өмірге қауіп төндіреді.

Карбон қышқылдарының бірнеше карбоксил топтары болуы мүмкін. Бұл жағдайда олар аталады: екі негізді, үшжақтыжәне т.б...

Азық-түлік өнімдерінің құрамында басқа да көптеген органикалық қышқылдар бар. Міне, олардың бірнешеуі ғана:

Бұл қышқылдардың атауы олардың құрамындағы тамақ өнімдеріне сәйкес келеді. Айтпақшы, мұнда спирттерге тән гидроксил тобы бар қышқылдар бар екенін ескеріңіз. Мұндай заттар деп аталады гидроксикарбон қышқылдары(немесе гидроксиқышқылдар).
Қышқылдардың әрқайсысының астында ол жататын органикалық заттар тобының атауы көрсетілген қолтаңба қойылады.

Радикалдар

Радикалдар - химиялық формулаларға әсер еткен тағы бір ұғым. Бұл сөздің өзі бәріне белгілі шығар, бірақ химияда радикалдардың саясаткерлерге, бүлікшілерге және белсенді позициясы бар басқа азаматтарға ешқандай қатысы жоқ.
Мұнда олар молекулалардың фрагменттері ғана. Ал енді олардың ерекшелігі неде екенін анықтап, химиялық формулаларды жазудың жаңа тәсілімен танысамыз.

Жоғарыда мәтінде жалпыланған формулалар бірнеше рет аталды: спирттер - (R) -OH және карбон қышқылдары - (R) -COOH. Еске сала кетейін -OH және -COOH функционалдық топтар. Бірақ R - радикал. Оның R әрпі түрінде бейнеленгені таңқаларлық емес.

Нақтырақ айтсақ, бірвалентті радикал – бір сутегі атомы жоқ молекуланың бөлігі. Егер сіз екі сутегі атомын алсаңыз, сіз екі валентті радикал аласыз.

Химиядағы радикалдардың өз атаулары бар. Олардың кейбіреулері тіпті элементтердің белгілеулеріне ұқсас латын белгілерін алды. Сонымен қатар, кейде формулалардағы радикалдарды жалпы формулаларды еске түсіретін қысқартылған түрде көрсетуге болады.
Мұның бәрі келесі кестеде көрсетілген.

Бұл жерде бәрі түсінікті деп ойлаймын. Мен жай ғана спирттердің мысалдары келтірілген бағанға назарларыңызды аударғым келеді. Кейбір радикалдар эмпирикалық формулаға ұқсайтын пішінде жазылады, бірақ функционалдық тобы бөлек жазылады. Мысалы, СН3-СН2-ОН С2Н5ОН-ға айналады.
Ал изопропил сияқты тармақталған тізбектер үшін жақшалары бар конструкциялар қолданылады.

Тағы бір құбылыс бар бос радикалдар. Бұл қандай да бір себептермен функционалдық топтардан бөлінген радикалдар. Бұл жағдайда біз формулаларды зерттеуді бастаған ережелердің бірі бұзылады: химиялық байланыстардың саны атомдардың бірінің валенттілігіне енді сәйкес келмейді. Немесе сілтемелердің бірі бір шетінен ашық болады деп айта аласыз. Әдетте, бос радикалдар аз уақыт өмір сүреді, өйткені молекулалар тұрақты күйге оралуға бейім.

Азотпен таныстыру. Аминдер

Мен көптеген органикалық қосылыстардың құрамына кіретін басқа элементпен танысуды ұсынамын. Бұл азот.
Ол латын әрпімен белгіленеді Нжәне үш валенттілігі бар.

Белгілі көмірсутектерге азот қосылса, қандай заттар алынатынын көрейік:

Сіз атаулардан болжағаныңыздай, бұл заттардың барлығы жалпы атаумен біріктірілген аминдер. ()-NH2 функционалдық тобы деп аталады амин тобы. Міне, аминдер үшін кейбір жалпы формулалар:

Жалпы, мұнда ерекше жаңашылдық жоқ. Егер бұл формулалар сізге түсінікті болса, онда сіз қандай да бір оқулықты немесе Интернетті пайдалана отырып, органикалық химияны одан әрі зерттеумен қауіпсіз айналыса аласыз.
Бірақ мен формулалар туралы көбірек айтқым келеді бейорганикалық химия. Органикалық молекулалардың құрылымын зерттегеннен кейін оларды түсіну қаншалықты оңай болатынын көресіз.

Рационал формулалар

Бейорганикалық химия органикалыққа қарағанда қарапайым деген қорытынды жасауға болмайды. Әрине, бейорганикалық молекулалар әлдеқайда қарапайым көрінеді, өйткені олар көмірсутектер жасайтын күрделі құрылымдарды құруға бейім емес. Бірақ екінші жағынан, периодтық жүйені құрайтын жүзден астам элементтерді зерттеу керек. Және бұл элементтер химиялық қасиеттеріне сәйкес біріктіруге бейім, бірақ көптеген ерекшеліктерді қоспағанда.

Сондықтан мен мұның ешқайсысын айтпаймын. Менің мақаламның тақырыбы - химиялық формулалар. Және олармен бәрі салыстырмалы түрде қарапайым.
Бейорганикалық химияда ең жиі қолданылатындары рационал формулалар. Енді біз олардың бізге бұрыннан таныс адамдардан қалай ерекшеленетінін анықтаймыз.

Алдымен тағы бір элементпен - кальциймен танысайық. Бұл да өте кең таралған зат.
Ол тағайындалған Caжәне екі валенттілікке ие. Оның бізге белгілі көміртегі, оттегі және сутегімен қандай қосылыстар түзетінін көрейік.

Бір қарағанда, рационалды формуланың құрылымдық және жалпы формулалар арасындағы нәрсе екенін көруге болады. Бірақ әзірге олардың қалай алынғаны анық емес. Бұл формулалардың мағынасын түсіну үшін заттар қатысатын химиялық реакцияларды қарастыру керек.

Кальций таза түрінде жұмсақ ақ металл болып табылады. Ол табиғатта кездеспейді. Бірақ оны химиялық дүкеннен сатып алуға әбден болады. Ол әдетте ауа кірмейтін арнайы банкаларда сақталады. Өйткені ол ауадағы оттегімен әрекеттеседі. Шын мәнінде, сондықтан ол табиғатта кездеспейді.
Сонымен, кальцийдің оттегімен реакциясы:

2Ca + O2 -> 2CaO

Зат формуласының алдындағы 2 саны реакцияға 2 молекула қатысқанын білдіреді.
Кальций оксиді кальций мен оттегіден түзіледі. Бұл зат табиғатта да кездеспейді, өйткені ол сумен әрекеттеседі:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

Бұл кальций гидроксиді болып шығады. Егер сіз оның құрылымдық формуласына мұқият қарасаңыз (алдыңғы кестеде), оның бір кальций атомы мен екі гидроксил тобынан тұратынын көруге болады, олар бізге бұрыннан таныс.
Бұл химияның заңдылықтары: органикалық затқа гидроксил тобы қосылса, спирт, ал металға болса, гидроксид алынады.

Бірақ кальций гидроксиді ауада болуына байланысты табиғатта кездеспейді Көмір қышқыл газы. Бұл газ туралы бәрі естіген деп ойлаймын. Ол адамдар мен жануарлардың тыныс алуы, көмір мен мұнай өнімдерінің жануы, өрттер мен жанартаулардың атқылауы кезінде пайда болады. Сондықтан ол әрқашан ауада болады. Бірақ ол суда жақсы ериді, көмір қышқылын түзеді:

CO2 + H2O<=>H2CO3

Қол қою<=>реакцияның бірдей жағдайда екі бағытта да жүруі мүмкін екенін көрсетеді.

Осылайша, суда еріген кальций гидроксиді көмір қышқылымен әрекеттеседі және нашар еритін кальций карбонатына айналады:

Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O

Төмен көрсеткі заттың реакция нәтижесінде тұнбаға түсетінін білдіреді.
Кальций карбонаты судың қатысуымен көмірқышқыл газымен әрі қарай байланысқанда суда жақсы еритін қышқыл тұзы – кальций гидрокарбонаты түзілетін қайтымды реакция жүреді.

CaCO3 + CO2 + H2O<=>Са(HCO3)2

Бұл процесс судың кермектігіне әсер етеді. Температура көтерілген кезде бикарбонат қайтадан карбонатқа айналады. Сондықтан қатты суы бар аймақтарда шәйнектерде қақ пайда болады.

Бор, әктас, мәрмәр, туф және басқа да көптеген минералдар негізінен кальций карбонатынан тұрады. Ол сондай-ақ маржандарда, моллюскалардың қабықтарында, жануарлардың сүйектерінде және т.
Бірақ егер кальций карбонатын өте жоғары қыздырса, ол кальций оксидіне және көмірқышқыл газына айналады.

Табиғаттағы кальций айналымы туралы бұл қысқаша әңгіме ұтымды формулалар не үшін қажет екенін түсіндіруі керек. Сонымен, рационал формулалар функционалдық топтар көрінетіндей етіп жазылады. Біздің жағдайда бұл:

иондары

Менің ойымша, иондармен танысатын уақыт келді. Бұл сөз бәріне таныс шығар. Функционалдық топтарды зерттегеннен кейін бұл иондардың не екенін анықтау бізге ештеңеге тұрмайды.

Жалпы, химиялық байланыстың табиғаты әдетте кейбір элементтер электрондарды береді, ал басқалары оларды алады. Электрондар теріс зарядты бөлшектер. Электрондардың толық жиынтығы бар элементтің заряды нөлге тең. Егер ол электрон берсе, онда оның заряды оң болады, ал егер оны қабылдаса, онда ол теріс болады. Мысалы, сутегінің бір ғана электроны бар, ол оң ионға айналады. Бұл үшін химиялық формулаларда арнайы жазба бар:

H2O<=>H^+ + OH^-

Міне, біз мұны нәтиже ретінде көреміз электролиттік диссоциациясу оң зарядты сутегі ионына және теріс зарядты ОН тобына ыдырайды. OH^- ионы деп аталады гидроксид ионы. Оны ион емес, молекуланың бөлігі болып табылатын гидроксил тобымен шатастырмау керек. Жоғарғы оң жақ бұрыштағы + немесе - белгісі ионның зарядын көрсетеді.
Бірақ көмір қышқылы ешқашан тәуелсіз зат ретінде болмайды. Іс жүзінде бұл сутегі иондары мен карбонат иондарының (немесе бикарбонат иондарының) қоспасы:

H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-

Карбонат ионының заряды 2-. Бұл оған екі электрон қосылғанын білдіреді.

Теріс зарядталған иондар деп аталады аниондар. Әдетте бұл қышқыл қалдықтарды қамтиды.
Оң зарядталған иондар катиондар. Көбінесе бұл сутегі мен металдар.

Ал мұнда рационал формулалардың мағынасын толық түсінуге болатын шығар. Оларда алдымен катион, сосын анион жазылады. Тіпті формулада ешқандай алымдар жоқ болса да.

Сіз иондарды рационалды формулалармен ғана сипаттауға болмайтынын болжаған шығарсыз. Бикарбонатты анионның қаңқа формуласы:

Мұнда заряд қосымша электрон алған оттегі атомының тікелей жанында көрсетілген, сондықтан бір сызықты жоғалтқан. Қарапайым сөзбен айтқанда, әрбір қосымша электрон құрылымдық формулада бейнеленген химиялық байланыстардың санын азайтады. Екінші жағынан, егер құрылымдық формуланың кейбір түйінінде + белгісі болса, онда оның қосымша таяқшасы болады. Әдеттегідей, бұл фактіні мысалмен көрсету керек. Бірақ бізге таныс заттардың ішінде бірнеше атомнан тұратын бірде-бір катион жоқ.
Ал мұндай зат аммиак болып табылады. Оның сулы ерітіндісі жиі деп аталады аммиакжәне кез келген алғашқы көмек жинағының бөлігі болып табылады. Аммиак - сутегі мен азоттың қосылысы және ұтымды формуласы NH3. Қарастырыңыз химиялық реакцияаммиак суда еріген кезде пайда болады:

NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-

Дәл солай, бірақ құрылымдық формулаларды пайдалану:

H|N<`/H>\H + H-O-H<=>H|N^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-# -H

Оң жақта біз екі ионды көреміз. Олар бір сутегі атомының су молекуласынан аммиак молекуласына ауысуының нәтижесінде пайда болды. Бірақ бұл атом электронсыз қозғалды. Анион бізге бұрыннан таныс - бұл гидроксид ионы. Ал катион деп аталады аммоний. Ол металдарға ұқсас қасиеттерді көрсетеді. Мысалы, ол қышқыл қалдығымен қосыла алады. зат, қосылыс арқылы түзілгенаммоний карбонаты анионы аммоний карбонаты деп аталады: (NH4)2CO3.
Құрылымдық формулалар түрінде жазылған аммонийдің карбонатты анионмен әрекеттесу реакциясының теңдеуі мынада:

2H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H + O^-\C|O`|/O^-<=>H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H`|0O^-\C|O`|/O^-|0H_(A-15,d-)N^+<_(A105,w+)H><\H>`|Х

Бірақ бұл формада реакция теңдеуі демонстрациялық мақсатта берілген. Әдетте теңдеулер рационал формулаларды пайдаланады:

2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3

Тау жүйесі

Сонымен, біз құрылымдық және рационалдық формулаларды зерттеп алдық деп болжауға болады. Бірақ толығырақ қарастыруға тұрарлық тағы бір мәселе бар. Жалпы формулалар мен рационалды формулалардың айырмашылығы неде?
Біз рационал формуланың неліктен екенін білеміз көмір қышқылы H2CO3 деп жазылған, басқаша емес. (Біріншіден екі сутегі катионы, одан кейін карбонатты анион келеді.) Бірақ неліктен жалпы формула CH2O3 түрінде жазылған?

Негізінде көмір қышқылының рационал формуласын шынайы формула деп санауға болады, өйткені онда қайталанатын элементтер жоқ. NH4OH немесе Ca(OH)2 айырмашылығы.
Бірақ элементтердің ретін анықтайтын жалпы формулаларға жиі қосымша ереже қолданылады. Ереже өте қарапайым: алдымен көміртекті, содан кейін сутегін, содан кейін қалған элементтерді алфавиттік ретпен қойыңыз.
Сонымен CH2O3 шығады – көміртегі, сутегі, оттегі. Бұл Хилл жүйесі деп аталады. Ол барлық дерлік химиялық анықтамалық кітаптарда қолданылады. Және бұл мақалада да.

EasyChem жүйесі туралы аздап

Қорытындылаудың орнына мен easyChem жүйесі туралы айтқым келеді. Ол біз осы жерде талқылаған барлық формулаларды мәтінге оңай енгізуге болатындай етіп жасалған. Шын мәнінде, осы мақаладағы барлық формулалар easyChem көмегімен сызылған.

Формулаларды шығарудың кез келген жүйесі не үшін қажет? Мәселе мынада, интернет-браузерлерде ақпаратты көрсетудің стандартты тәсілі гипермәтіндік белгілеу тілі (HTML). Ол мәтінді өңдеуге бағытталған.

Мәтіннің көмегімен рационал және жалпы формулаларды бейнелеуге болады. Тіпті кейбір жеңілдетілген құрылымдық формулаларды мәтінде жазуға болады, мысалы, спирт CH3-CH2-OH. Бұл үшін HTML-де мына белгілерді пайдалану керек еді: CH ₃-Ч ₂-О.
Бұл, әрине, кейбір қиындықтарды тудырады, бірақ сіз оларға төзе аласыз. Бірақ құрылымдық формуланы қалай көрсету керек? Негізінде, бір кеңістікті қаріпті қолдануға болады:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Бұл, әрине, өте жақсы көрінбейді, бірақ бұл да мүмкін.

Нақты мәселе бензол сақиналарын көрсетуге тырысқанда және скелеттік формулаларды пайдалану кезінде туындайды. Растрлық кескінді қосудан басқа жол жоқ. Растрлар бөлек файлдарда сақталады. Браузерлерде gif, png немесе jpeg кескіндері болуы мүмкін.
Мұндай файлдарды жасау үшін графикалық редактор қажет. Мысалы, Photoshop. Бірақ мен Photoshop-пен 10 жылдан астам таныспын және оның химиялық формулаларды бейнелеуге өте нашар сәйкес келетінін нақты айта аламын.
Молекулярлық редакторлар бұл тапсырмада әлдеқайда жақсы. Бірақ сағат көп мөлшердеформулалар, олардың әрқайсысы жеке файлда сақталады, оларда шатастыру оңай.
Мысалы, осы мақаладағы формулалар саны . Олар графикалық кескіндер түрінде көрсетіледі (қалғаны HTML құралдары арқылы).

easyChem барлық формулаларды тікелей HTML құжатында мәтіндік пішінде сақтауға мүмкіндік береді. Менің ойымша, бұл өте ыңғайлы.
Сонымен қатар, осы мақаладағы жалпы формулалар автоматты түрде есептеледі. EasyChem екі кезеңде жұмыс істейтіндіктен: біріншіден, мәтіндік сипаттама ақпараттық құрылымға (графикке) түрленеді, содан кейін осы құрылыммен әртүрлі әрекеттерді орындауға болады. Олардың ішінде келесі функцияларды атап өтуге болады: молекулалық салмақты есептеу, жалпы формулаға түрлендіру, мәтіндік, графикалық және мәтіндік көрсету ретінде шығару мүмкіндігін тексеру.

Осылайша, осы мақаланы дайындау үшін мен тек мәтіндік редакторды қолдандым. Оның үстіне формулалардың қайсысы графикалық, қайсысы мәтіндік болады деп ойлаудың қажеті жоқ еді.

Мақала мәтінін дайындаудың құпиясын ашатын бірнеше мысалдар: Сол жақ бағандағы сипаттамалар автоматты түрде екінші бағандағы формулаларға түрлендіріледі.
Бірінші жолда рационал формуланың сипаттамасы көрсетілген нәтижеге өте ұқсас. Жалғыз айырмашылық - сандық коэффициенттер сызықаралық ретінде шығарылады.
Екінші жолда кеңейтілген формула таңбамен бөлінген үш бөлек жол ретінде беріледі; Менің ойымша, мәтіндік сипаттама қағазға қарындашпен формула салу үшін қажет нәрсеге ұқсас екенін түсіну оңай.
Үшінші жол \ және / таңбаларын пайдаланып қиғаш сызықтарды пайдалануды көрсетеді. ` (артқы белгі) белгісі сызықтың оңнан солға (немесе төменнен жоғарыға) жүргізілгенін білдіреді.

Мұнда easyChem жүйесін пайдалану туралы толығырақ құжаттама бар.

Осыған байланысты мақаланы аяқтауға рұқсат етіңіз және химияны оқуда сәттілік тілеймін.

Мақалада қолданылған терминдердің қысқаша түсіндірме сөздігі

қышқылдар- диссоциация кезінде оң иондардан тек Н + иондары түзілетін электролиттер:

HNO 3 ↔ H + + NO 3 -;

CH 3 COOH ↔ H + +CH 3 COO -.

Барлық қышқылдар бейорганикалық және органикалық (карбон) болып жіктеледі, олардың да өзіндік (ішкі) классификациясы бар.

Қалыпты жағдайда бейорганикалық қышқылдардың едәуір мөлшері сұйық күйде, кейбіреулері қатты күйде болады (H 3 PO 4, H 3 BO 3).

Көміртек атомдары 3-ке дейін болатын органикалық қышқылдар – оңай қозғалатын, өзіне тән өткір иісі бар түссіз сұйықтықтар; 4-9 көміртегі атомдары бар қышқылдар жағымсыз иісі бар майлы сұйықтықтар, ал көміртегі атомдары көп қышқылдар суда ерімейтін қатты заттар.

Қышқылдардың химиялық формулалары

Қышқылдардың химиялық формулаларын бірнеше өкілдерінің мысалында қарастырайық (бейорганикалық және органикалық): тұз қышқылы -HCl, күкірт қышқылы - H 2 SO 4, фосфор қышқылы - H 3 PO 4, сірке қышқылы - CH 3 COOH және бензой қышқылы - C 6 H5COOH. Химиялық формула молекуланың сапалық және сандық құрамын көрсетеді (белгілі бір қосылыс құрамында қанша және қандай атомдар бар) Химиялық формула бойынша есептеуге болады молекулалық салмаққышқылдар (Ar(H) = 1 аму, Ar(Cl) = 35,5 аму, Ar(P) = 31 аму, Ar(O) = 16 a .u, Ar(S) = 32 аму, Ar(C) = 12 аму):

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Mr(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(H 2 SO 4) \u003d 2 × 1 + 32 + 4 × 16 \u003d 2 + 32 + 64 \u003d 98.

Mr(H 3 PO 4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);

Mr(H 3 PO 4) \u003d 3 × 1 + 31 + 4 × 16 \u003d 3 + 31 + 64 \u003d 98.

Mr(CH 3 COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(CH 3 COOH) = 3x12 + 4x1 + 2x16 = 36 + 4 + 32 = 72.

Mr(C 6 H 5 COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(C 6 H 5 COOH) = 7x12 + 6x1 + 2x16 = 84 + 6 + 32 = 122.

Қышқылдардың құрылымдық (графикалық) формулалары

Заттың құрылымдық (графикалық) формуласы көрнекі. Ол молекуладағы атомдардың бір-бірімен байланысын көрсетеді. Жоғарыда аталған қосылыстардың әрқайсысының құрылымдық формулаларын көрсетейік:

Күріш. 1. Тұз қышқылының құрылымдық формуласы.

Күріш. 2. Күкірт қышқылының құрылымдық формуласы.

Күріш. 3. Фосфор қышқылының құрылымдық формуласы.

Күріш. 4. Сірке қышқылының құрылымдық формуласы.

Күріш. 5. Бензой қышқылының құрылымдық формуласы.

Иондық формулалар

Барлық бейорганикалық қышқылдар электролиттер болып табылады, яғни. диссоциациялауға қабілетті сулы ерітіндіиондар үшін:

HCl ↔ H + + Cl - ;

H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2-;

H 3 PO 4 ↔ 3H + + PO 4 3-.

Есептерді шешу мысалдары

МЫСАЛ 1

МЫСАЛ 2