Cum se scrie formulele structurale ale acizilor. Acid tartric: formula structurala, proprietati, preparare si aplicare. Exemple de rezolvare a problemelor

Când descrieți grafic formulele substanțelor, secvența de aranjare a atomilor într-o moleculă este indicată folosind așa-numitele lovituri de valență (termenul de „loc de valență” a fost propus în 1858 de A. Cooper pentru a desemna forțele chimice de aderență ale atomilor) , denumită altfel linie de valență (fiecare linie de valență, sau primă de valență, este echivalentă cu o pereche de electroni din compușii covalenti sau cu un electron implicat în formarea unei legături ionice). Reprezentarea grafică a formulelor este adesea înțeleasă greșit ca formule structurale care sunt acceptabile numai pentru compușii cu legătură covalentăși arătând aranjarea reciprocă a atomilor într-o moleculă.

Să arătăm asta cu exemple. Mental, mai întâi „rupem” o foaie de hârtie în mai multe coloane și efectuăm acțiuni conform algoritmilor pentru reprezentarea grafică a formulelor de oxizi, baze, acizi, săruri în următoarea ordine.

Reprezentarea grafică a formulelor de oxid (de exemplu, A l 2 O 3 )

III II

1. Determinați valența atomilor elementelor din A l 2 O 3

2. Înregistrare semne chimice atomi de metal pe primul loc (prima coloană). Dacă există mai mulți atomi de metal, atunci scriem într-o coloană și notăm valența (numărul de legături dintre atomi) cu lovituri de valență

Z. Al doilea loc (coloana), tot într-o coloană, este ocupat de semnele chimice ale atomilor de oxigen, iar fiecare atom de oxigen ar trebui să aibă două lovituri de valență, deoarece oxigenul este divalent

lll ll l

Reprezentarea grafică a formulelor de bază(De exemplu F e(OH) 3)

1. Determinați valența atomilor elementelor Fe(OH) 3

2. În primul rând (prima coloană) scriem semnele chimice ale atomilor de metal, notăm valența acestora F e

Z. Al doilea loc (coloana) este ocupat de semnele chimice ale atomilor de oxigen, care sunt atașați printr-o legătură de atomul de metal, a doua legătură este încă „liberă”

4. Locul al treilea (coloana) este ocupat de semnele chimice ale atomilor de hidrogen care se unesc cu valența „liberă” a atomilor de oxigen

Reprezentarea grafică a formulelor acide (de exemplu, H2 ASA DE 4 )

lVlll

1. Determinați valența atomilor elementelor H 2 ASA DE 4 .

2. În primul rând (prima coloană) scriem semnele chimice ale atomilor de hidrogen într-o coloană cu denumirea de valență

N—

N—

Z. Al doilea loc (coloana) este ocupat de atomii de oxigen, unindu-se cu o legătură de valență atomului de hidrogen, în timp ce a doua valență a fiecărui atom de oxigen este încă „liberă”

DAR -

DAR -

4. Locul al treilea (coloana) este ocupat de semnele chimice ale atomilor formatori de acid cu denumirea de valență

5. Atomii de oxigen sunt atașați la valențele „libere” ale atomului care formează acid conform regulii valenței

Reprezentarea grafică a formulelor de sare

Săruri medii (De exemplu,Fe 2 ASA DE 4 ) 3) În sărurile medii, toți atomii de hidrogen ai acidului sunt înlocuiți cu atomi de metal, prin urmare, atunci când reprezentarea grafică a formulelor lor, primul loc (prima coloană) este ocupat de semnele chimice ale atomilor de metal cu denumirea de valență, și apoi - ca și în acizi, adică pe locul doi (coloana) semnele chimice ale atomilor de oxigen ocupă locul al treilea (coloana) - semnele chimice ale atomilor formatori de acid, sunt trei dintre ei și sunt atașați la șase atomi de oxigen . Atomii de oxigen sunt atașați la valențele „libere” ale agentului de formare a acidului conform regulii valenței

săruri acide ( de exemplu, Ba (H2 PO 4 ) 2) Sărurile acide pot fi considerate produse ale înlocuirii parțiale a atomilor de hidrogen dintr-un acid cu atomi de metal, prin urmare, la întocmirea formulelor grafice ale sărurilor acide, semnele chimice ale atomilor de metal și hidrogen sunt scrise în primul rând (în primul rând). coloană) cu denumirea de valenţă

N—

N—

Va =

N—

N—

Al doilea loc (coloana) este ocupat de semnele chimice ale atomilor de oxigen

acizi- Acest substanțe complexe, ale căror molecule constau din atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți și reziduuri acide.

Reziduul acid are o sarcină negativă.

Acizi anoxici: HCl, HBr, H 2 S etc.

Un element care, împreună cu atomii de hidrogen și oxigen, formează o moleculă de acid care conține oxigen se numește formatoare de acid.

În funcție de numărul de atomi de hidrogen dintr-o moleculă, acizii sunt împărțiți în monobazăȘi polibazică.

Acizii monobazici conțin un atom de hidrogen: HCl, HNO3, HBr etc.

Acizii polibazici conțin doi sau mai mulți atomi de hidrogen: H 2 SO 4 (dibazic), H 3 PO 4 (tribazic).

În acizii fără oxigen, vocala de legătură „o” și cuvintele „... acid clorhidric". De exemplu: HF este acid fluorhidric.

Dacă elementul care formează acid prezintă starea de oxidare maximă (corespunde numărului de grup), atunci se adaugă numele elementului „... nu acid". De exemplu:

HNO 3 - azot și eu acid (deoarece atomul de azot are o stare de oxidare maximă de +5)

Dacă starea de oxidare a elementului este sub maxim, atunci se adaugă „... pură acid":

1+3-2
HNO 2 - azot Adevărat acid (deoarece elementul acid N are o stare de oxidare minimă).

H3PO4 - orto acid fosforic.

HPO 3 - meta acid fosforic.

Formule structurale ale acizilor.

Într-o moleculă de acid care conține oxigen, un atom de hidrogen este legat de un atom al unui element care formează acid printr-un atom de oxigen. Prin urmare, la compilarea unei formule structurale, toți ionii de hidroxid trebuie mai întâi atașați la atomul unui element care formează acid.

Apoi conectați atomii de oxigen rămași cu două liniuțe direct la atomii elementului care formează acid (Fig. 2).

Acizi Acizii sunt substanțe complexe formate din atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți cu un metal și un reziduu acid. Nomenclatura acizilor Distingeți între denumirile sistematice și tradiționale ale acizilor. Denumirile tradiționale ale celor mai faimoși acizi și sărurile lor sunt date în Tabelul 1. Tabelul 1. Denumirea acidului Formula Denumirea sărurilor Crom Dublu Crom Clorhidric (clorhidric) Hipocloros Cloric Cloric HNO2 HNO3 HAlO2 H3BO3 HBr H4SiO4 H2SiO3 H2MnO4 HMnO4 HMnO4 HMnO4 H2S2O3 H2SO3 H2S HCOOH HCN H2CO3 CH3COOH H3PO4 HPO3 HF H2CrO4 H2Cr2O7 HCl HClO HCl O2 HClO3 HClO4 Nitrit Azotat Metaaluminați Ortoborați Bromuri Manganați Performați Manganați Sulfatiți Ortosilicați Sulfatici Sulfuri Formati Cianuri Carbonati Acetati Ortofosfati Metafosfati Fluoruri Cromati Dicromati Cloruri Hipocloriti Cloriti Clorati Perclorati gradul de oxidare . De exemplu: 1 H2SO4 - tetraoxosulfat (VI) de hidrogen H2SO3 - trioxosulfat (IV) de hidrogen H3PO4 - tetraoxofosfat (V) de hidrogen -, tri-, tetra- etc. De exemplu: H2S2O7 - acid disulfuric H2Cr2O7 - acid dicromic H2B4O7 - acid tetraboric Denumirile acizilor lipsiți de oxigen se formează din denumirea elementului acidizant, adăugând terminația -hidrogen. De exemplu: HCl - acid clorhidric H2S - acid hidrosulfurat Clasificarea acizilor Acizii sunt clasificati dupa o serie de criterii. I. după compoziţie După compoziţie, acizii se împart în acizi oxigenaţi şi anoxici, iar după numărul de atomi de hidrogen conţinuţi în ei care pot fi înlocuiţi cu un metal, se împart în monobazici, dibazici şi tribazici. Acizi HF, HCl, HBr, HJ, H2S, HCN, HCNS fără oxigen și alții H2SO4, H2SO3, HNO3, H3PO4, H2SiO3 și alții care conțin oxigen 2 II. prin bazicitate Bazicitatea acizilor este numărul de atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți cu un metal. Acizi Monobazici Dibazici Tribazici HF, HBr, HJ, HNO2, HNO3, HAlO2, HCN și alții H2SO4, H2SO3, H2S, H2CO3 și alții H3PO4 III. după putere Acizi Puternic HCl, HBr, HJ, H2SO4, HNO3, HMnO4, HClO4, HClO3, H2Cr2O7, H2S2O3 și alții Slab HF, HNO2, H2SO3, H2CO3, H2SiO3, H2S, H3BO3, HCN și alții; toți acizii organici Formule structurale ale acizilor La întocmirea formulelor structurale ale acizilor fără oxigen, trebuie avut în vedere că în moleculele acestor acizi, atomii de hidrogen sunt legați de un atom nemetal: H - Cl. La compilarea formulelor structurale ale acizilor care conțin oxigen, trebuie amintit că hidrogenul este legat de atomul central prin atomi de oxigen. Dacă, de exemplu, se cere să se compună formulele structurale ale acizilor sulfuric și ortofosforic, atunci procedați astfel: 3 a) scrieți unul sub celălalt atomii de hidrogen ai unui acid dat. Apoi, prin atomii de oxigen, aceștia sunt legați cu liniuțe de atomul central: b) atomul central rămași sunt atașați de atomul de oxigen (ținând cont de valență): Metodele de obținere a acizilor sunt prezentate în diagramă. Proprietăți fizice Mulți acizi, cum ar fi sulfuric, nitric, clorhidric, sunt lichide incolore. Mai sunt cunoscuți acizi solizi: H3PO4 ortofosforic, HPO3 metafosforic. Aproape toți acizii sunt solubili în apă. Un exemplu de acid insolubil este H2SiO3 silicic. 4 Soluțiile acide au gust acru. Așa că, de exemplu, multe fructe dau un gust acru acizilor pe care îi conțin. De aici și numele acizilor: malic, citric etc. Proprietăţi chimice Generalizate Proprietăți chimice acizii sunt discutați în tabelul 2. În tabel sunt prezentate ecuațiile reacțiilor legate de reacțiile de schimb. De remarcat că reacțiile de schimb în soluții se desfășoară până la capăt în următoarele trei cazuri: 1. dacă în urma reacției se formează apă, de exemplu, într-o reacție de neutralizare; 2. dacă unul dintre produșii de reacție este o substanță volatilă, de exemplu, acidul sulfuric înlocuiește acidul clorhidric din săruri, deoarece este mai volatil; 3. dacă unul dintre produşii de reacţie precipită, de exemplu, în reacţia de obţinere a bazelor insolubile. Tabelul 2. Substante cu care reactioneaza acizii 1. Cu indicatori 2. Cu metale. Dacă metalul se află în seria de activitate a metalelor la stânga hidrogenului, atunci hidrogenul este eliberat și se formează o sare. Excluderea HNO3 şi H2SO4 concentrat 3. Cu oxizi bazici. Se formează sare și apă 4. Cu baze - o reacție de neutralizare. Se formeaza sarea si apa 5. Cu sarurile. În conformitate cu un număr de acizi (fiecare acid anterior îl poate înlocui pe următorul din sare: Exemple Turnesul devine roșu Portocaliul de metil devine roz Fenolftalena devine incoloră Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 t CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O bază + acid → sare + apă NaOH + HCl → NaCl + H2O Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 t ZnCl2 (cr) + H2SO4(conc) → ZnSO4 + 2HCl HNO3 H2SO4, HCl, H2SO3, H2CO3, H2S, H2POSiO3 *6. Când sunt încălzite, unii acizi H2SiO3 → H2O + SiO2 se descompun. oxid acidși apă * Această serie este condiționată. Cu toate acestea, în majoritatea cazurilor, reacțiile dintre acizi și săruri decurg conform acestei serii. 5 Întrebări și sarcini 1. Ce substanțe se numesc acizi? 2. Realizaţi formulele structurale ale următorilor acizi: a) carbonic; b) bromhidric; c) sulfuroase; d) clor HClO4 3. Cum se obțin acizii? 4. În ce două moduri poți obține: a) acid fosforic; b) acidul hidrosulfuric? Scrieți ecuațiile reacțiilor corespunzătoare. 5. Desenați tabelul de mai jos. În coloanele corespunzătoare, notați trei ecuații ale reacțiilor în care participă și se formează acizii. Reacții de descompunere a unui compus de substituție de schimb 6. Dați trei exemple de ecuație a reacțiilor chimice care caracterizează proprietățile chimice ale acizilor. Observați ce fel de reacții sunt. 7. Care dintre substanţele ale căror formule sunt date reacţionează cu acidul clorhidric: a) CuO; b) Cu; c) Cu(OH)2; d) Ag; e) Al(OH)3? Scrieți ecuații de reacție care sunt fezabile. 8. Sunt date scheme: Scrieți ecuațiile de reacție care sunt fezabile. 9. Ce acizi se pot obţine prin reacţia oxizilor P2O5, Cl2O, SO2, N2O3, SO3 cu apa? 10. Scrieți formulele și denumirile acizilor corespunzătoare următorilor oxizi acizi: CO2, P2O5, Mn2O7, CrO3, SiO2, V2O5, Cl2O7. 6

Ei bine, pentru a ne completa cunoștințele cu alcoolii, voi da o altă formulă a unei alte substanțe cunoscute - colesterolul. Nu toată lumea știe că este un alcool monohidric!

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

Am marcat gruparea hidroxil din el cu roșu.

acizi carboxilici

O caracteristică distinctivă a acizilor organici este prezența unei grupări carboxil (COOH), care conferă acestor substanțe proprietăți acide.

Toți cei care au încercat oțetul știu că este foarte acru. Motivul pentru aceasta este prezența acidului acetic în el. De obicei, oțetul de masă conține 3 până la 15% acid acetic, restul (în mare parte) apă. Consumul de acid acetic nediluat pune viața în pericol.

Acizii carboxilici pot avea mai multe grupări carboxil. În acest caz se numesc: dibazic, tripartit etc...

Produsele alimentare conțin mulți alți acizi organici. Iată doar câteva dintre ele:

Denumirea acestor acizi corespunde acelor produse alimentare în care sunt conținuți. Apropo, rețineți că aici există acizi care au și o grupare hidroxil caracteristică alcoolilor. Astfel de substanțe sunt numite acizi hidroxicarboxilici(sau hidroxiacizi).
Sub fiecare dintre acizi este semnat, cu precizarea denumirii grupului de substanțe organice din care face parte.

Radicalii

Radicalii sunt un alt concept care a influențat formulele chimice. Cuvântul în sine este probabil cunoscut de toată lumea, dar în chimie, radicalii nu au nimic de-a face cu politicienii, rebelii și alți cetățeni cu o poziție activă.
Aici sunt doar fragmente de molecule. Și acum ne vom da seama care este particularitatea lor și ne vom familiariza cu un nou mod de a scrie formule chimice.

Mai sus în text au fost deja menționate de mai multe ori formule generalizate: alcooli - (R) -OH și acizi carboxilici - (R) -COOH. Permiteți-mi să vă reamintesc că -OH și -COOH sunt grup functional. Dar R este radicalul. Nu e de mirare că este reprezentat sub forma literei R.

Mai precis, un radical univalent este o parte a unei molecule lipsite de un atom de hidrogen. Ei bine, dacă eliminați doi atomi de hidrogen, obțineți un radical divalent.

Radicalii din chimie au propriile lor nume. Unii dintre ei au primit chiar denumiri latine, similare cu denumirile elementelor. Și în plus, uneori radicalii în formule pot fi indicați într-o formă prescurtată, care amintește mai mult de formulele brute.
Toate acestea sunt prezentate în tabelul următor.

Cred că aici totul este clar. Vreau doar să vă atrag atenția asupra rubricii care oferă exemple de alcooli. Unii radicali sunt scrieți într-o formă care seamănă cu o formulă empirică, dar grupul funcțional este scris separat. De exemplu, CH3-CH2-OH este transformat în C2H5OH.
Și pentru lanțurile ramificate precum izopropilul se folosesc construcții cu paranteze.

Există un alt fenomen radicali liberi. Aceștia sunt radicali care din anumite motive s-au separat de grupurile funcționale. În acest caz, una dintre regulile cu care am început studiul formulelor este încălcată: numărul de legături chimice nu mai corespunde cu valența unuia dintre atomi. Ei bine, sau poți spune că una dintre legături devine deschisă de la un capăt. De obicei, radicalii liberi trăiesc pentru o perioadă scurtă de timp, deoarece moleculele tind să revină la o stare stabilă.

Introducere în azot. Amine

Îmi propun să facem cunoștință cu un alt element care face parte din mulți compuși organici. Acest azot.
Este notat cu litera latină Nși are o valență de trei.

Să vedem ce substanțe se obțin dacă se adaugă azot la hidrocarburile familiare:

După cum probabil ați ghicit din nume, toate aceste substanțe sunt combinate sub numele comun amine. Se numește grupa funcțională ()-NH2 grupa amino. Iată câteva formule generale pentru amine:

În general, nu există inovații speciale aici. Dacă aceste formule vă sunt clare, atunci vă puteți angaja în siguranță în studii suplimentare ale chimiei organice folosind un manual sau internetul.
Dar aș vrea să vorbesc mai mult despre formulele din Chimie anorganică. Veți vedea cât de ușor va fi să le înțelegeți după ce ați studiat structura moleculelor organice.

Formule raționale

Nu trebuie concluzionat că chimia anorganică este mai simplă decât cea organică. Desigur, moleculele anorganice tind să arate mult mai simple, deoarece nu tind să formeze structurile complexe pe care le fac hidrocarburile. Dar, pe de altă parte, trebuie să studiezi mai mult de o sută de elemente care alcătuiesc tabelul periodic. Și aceste elemente tind să se combine în funcție de proprietățile lor chimice, dar cu numeroase excepții.

Deci, nu voi spune nimic din toate astea. Subiectul articolului meu este formulele chimice. Și cu ei, totul este relativ simplu.
Cele mai utilizate în chimia anorganică sunt formule raționale. Și acum ne vom da seama cum diferă de cele deja familiare nouă.

În primul rând, să ne familiarizăm cu un alt element - calciul. Acesta este, de asemenea, un articol foarte comun.
Este desemnat Cași are o valență de două. Să vedem ce compuși formează cu carbonul, oxigenul și hidrogenul cunoscuți nouă.

La prima vedere, se poate vedea că formula rațională este ceva între formula structurală și formula brută. Dar până acum nu este foarte clar cum sunt obținute. Pentru a înțelege semnificația acestor formule, trebuie să luați în considerare reacțiile chimice la care participă substanțele.

Calciul în forma sa cea mai pură este un metal alb moale. Nu apare în natură. Dar este foarte posibil să-l cumpărați într-un magazin de produse chimice. De obicei, este depozitat în borcane speciale fără acces la aer. Pentru că reacționează cu oxigenul din aer. De fapt, de aceea nu apare în natură.
Deci, reacția calciului cu oxigenul:

2Ca + O2 -> 2CaO

Numărul 2 dinaintea formulei unei substanțe înseamnă că 2 molecule sunt implicate în reacție.
Oxidul de calciu este format din calciu și oxigen. De asemenea, această substanță nu apare în natură, deoarece reacționează cu apa:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

Se dovedește hidroxid de calciu. Dacă vă uitați îndeaproape la formula sa structurală (în tabelul anterior), puteți vedea că este format dintr-un atom de calciu și două grupări hidroxil, cu care suntem deja familiarizați.
Acestea sunt legile chimiei: dacă o grupare hidroxil este atașată la o substanță organică, se obține alcool, iar dacă la un metal, atunci hidroxid.

Dar hidroxidul de calciu nu se găsește în natură datorită prezenței în aer dioxid de carbon. Cred că toată lumea a auzit de acest gaz. Se formează în timpul respirației oamenilor și animalelor, arderii cărbunelui și a produselor petroliere, în timpul incendiilor și erupțiilor vulcanice. Prin urmare, este întotdeauna prezent în aer. Dar se dizolvă și destul de bine în apă, formând acid carbonic:

CO2 + H2O<=>H2CO3

Semn<=>indică faptul că reacția poate decurge în ambele direcții în aceleași condiții.

Astfel, hidroxidul de calciu dizolvat în apă reacționează cu acidul carbonic și se transformă în carbonat de calciu slab solubil:

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

Săgeata în jos înseamnă că substanța precipită ca rezultat al reacției.
La contactul suplimentar al carbonatului de calciu cu dioxidul de carbon în prezența apei, are loc o reacție reversibilă pentru a forma o sare acidă - bicarbonat de calciu, care este foarte solubilă în apă.

CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HCO3)2

Acest proces afectează duritatea apei. Pe măsură ce temperatura crește, bicarbonatul se transformă din nou în carbonat. Prin urmare, în regiunile cu apă dură, în ibrice se formează solzi.

Creta, calcarul, marmura, tuful și multe alte minerale sunt în mare parte compuse din carbonat de calciu. Se găsește și în corali, cochilii de moluște, oase de animale etc...
Dar dacă carbonatul de calciu este încălzit la căldură foarte mare, se va transforma în oxid de calciu și dioxid de carbon.

Această scurtă poveste despre ciclul calciului în natură ar trebui să explice de ce sunt necesare formule raționale. Deci, formulele raționale sunt scrise în așa fel încât grupurile funcționale să fie vizibile. În cazul nostru, acesta este:

ionii

Cred că este timpul să facem cunoștință cu ionii. Acest cuvânt este probabil familiar tuturor. Și după ce am studiat grupurile funcționale, nu ne costă nimic să ne dăm seama care sunt acești ioni.

În general, natura legăturilor chimice este de obicei că unele elemente donează electroni, în timp ce altele îi primesc. Electronii sunt particule cu sarcină negativă. Un element cu un set complet de electroni are sarcină zero. Dacă a dat un electron, atunci sarcina lui devine pozitivă, iar dacă l-a acceptat, atunci devine negativă. De exemplu, hidrogenul are un singur electron, la care renunță destul de ușor, transformându-se într-un ion pozitiv. Pentru aceasta, există o înregistrare specială în formulele chimice:

H2O<=>H^+ + OH^-

Aici vedem asta ca rezultat disociere electrolitică apa se descompune într-un ion de hidrogen încărcat pozitiv și o grupă OH încărcată negativ. Ionul OH^- se numește ion hidroxid. Nu trebuie confundat cu gruparea hidroxil, care nu este un ion, ci o parte a unei molecule. Semnul + sau - din colțul din dreapta sus arată încărcarea ionului.
Dar acidul carbonic nu există niciodată ca substanță independentă. De fapt, este un amestec de ioni de hidrogen și ioni de carbonat (sau ioni de bicarbonat):

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

Ionul carbonat are o sarcină de 2-. Aceasta înseamnă că doi electroni i-au alăturat.

Se numesc ioni încărcați negativ anionii. De obicei, acestea includ reziduuri acide.
Ioni încărcați pozitiv cationi. Cel mai adesea este hidrogen și metale.

Și aici, probabil, puteți înțelege pe deplin sensul formulelor raționale. În ele este scris mai întâi cationul, apoi anionul. Chiar dacă formula nu conține nicio taxă.

Probabil că deja ghiciți că ionii pot fi descriși nu numai prin formule raționale. Iată formula scheletică a anionului bicarbonat:

Aici, sarcina este indicată direct lângă atomul de oxigen, care a primit un electron în plus și, prin urmare, a pierdut o linie. Mai simplu spus, fiecare electron suplimentar reduce numărul de legături chimice descrise în formula structurală. Pe de altă parte, dacă un nod al formulei structurale are semnul +, atunci are o baghetă suplimentară. Ca întotdeauna, acest fapt trebuie demonstrat cu un exemplu. Dar, printre substanțele care ne sunt familiare, nu există un singur cation care ar fi format din mai mulți atomi.
Și o astfel de substanță este amoniacul. Soluția sa apoasă este adesea numită amoniacși face parte din orice trusă de prim ajutor. Amoniacul este un compus de hidrogen și azot și are formula rațională NH3. Considera reactie chimica, care apare atunci când amoniacul este dizolvat în apă:

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

La fel, dar folosind formule structurale:

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

În partea dreaptă vedem doi ioni. S-au format ca urmare a faptului că un atom de hidrogen s-a mutat de la o moleculă de apă la o moleculă de amoniac. Dar acest atom s-a mișcat fără electronul său. Anionul ne este deja familiar - este ionul hidroxid. Și se numește cationul amoniu. Prezintă proprietăți similare metalelor. De exemplu, se poate combina cu un reziduu acid. Substanţă, format din compus Anionul carbonat de amoniu se numește carbonat de amoniu: (NH4)2CO3.
Iată ecuația reacției pentru interacțiunea amoniului cu un anion carbonat, scrisă sub formă de formule structurale:

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>`|H

Dar în această formă, ecuația de reacție este dată în scopuri demonstrative. De obicei, ecuațiile folosesc formule raționale:

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

Sistemul de deal

Deci, putem presupune că am studiat deja formulele structurale și raționale. Dar există o altă problemă care merită luată în considerare mai detaliat. Care este diferența dintre formulele brute și cele raționale?
Știm de ce formula rațională acid carbonic scris H2CO3, și nu altfel. (Doi cationi de hidrogen vin mai întâi, urmați de anionul carbonat.) Dar de ce se scrie formula brută ca CH2O3?

În principiu, formula rațională a acidului carbonic poate fi considerată o formulă adevărată, deoarece nu există elemente care se repetă în ea. Spre deosebire de NH4OH sau Ca(OH)2.
Dar o regulă suplimentară se aplică adesea formulelor brute, care determină ordinea elementelor. Regula este destul de simplă: pune carbonul mai întâi, apoi hidrogenul și apoi restul elementelor în ordine alfabetică.
Deci CH2O3 iese - carbon, hidrogen, oxigen. Acesta se numește sistemul Hill. Este folosit în aproape toate cărțile de referință chimică. Și în acest articol.

Câteva despre sistemul easyChem

În loc să închei, aș vrea să vorbesc despre sistemul easyChem. Este conceput astfel încât toate acele formule despre care am discutat aici să poată fi inserate cu ușurință în text. De fapt, toate formulele din acest articol sunt desenate folosind easyChem.

De ce avem nevoie de vreun sistem pentru derivarea formulelor? Chestia este că modalitatea standard de afișare a informațiilor în browserele de internet este Hypertext Markup Language (HTML). Este axat pe procesarea textului.

Formulele raționale și brute pot fi descrise cu ajutorul textului. Chiar și unele formule structurale simplificate pot fi de asemenea scrise în text, de exemplu alcoolul CH3-CH2-OH. Deși pentru aceasta ar trebui să utilizați această notație în HTML: CH ₃-CH ₂-OH.
Desigur, acest lucru creează unele dificultăți, dar le puteți suporta. Dar cum să reprezinte formula structurală? În principiu, se poate folosi un font monospațial:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Cu siguranță nu arată foarte frumos, dar este și fezabil.

Adevărata problemă apare atunci când se încearcă reprezentarea inelelor benzenice și când se utilizează formule scheletice. Nu există altă cale decât conectarea bitmap-ului. Rasterele sunt stocate în fișiere separate. Browserele pot include imagini gif, png sau jpeg.
Pentru a crea astfel de fișiere, este necesar un editor grafic. De exemplu, Photoshop. Dar sunt familiarizat cu Photoshop de mai bine de 10 ani și pot spune cu siguranță că este foarte prost potrivit pentru a descrie formule chimice.
Editorii moleculari sunt mult mai buni la această sarcină. Dar la în număr mare formule, fiecare dintre acestea stocate într-un fișier separat, este destul de ușor să vă confundați în ele.
De exemplu, numărul de formule din acest articol este . Ele sunt afișate sub formă de imagini grafice (restul folosind instrumente HTML).

easyChem vă permite să stocați toate formulele direct într-un document HTML sub formă de text. Cred că este foarte convenabil.
În plus, formulele brute din acest articol sunt calculate automat. Deoarece easyChem funcționează în două etape: mai întâi, descrierea textuală este convertită într-o structură de informații (grafic), iar apoi pot fi efectuate diverse acțiuni cu această structură. Printre acestea pot fi remarcate următoarele funcții: calculul greutății moleculare, conversia într-o formulă brută, verificarea posibilității de ieșire ca text, redare grafică și text.

Astfel, pentru pregătirea acestui articol, am folosit doar un editor de text. Mai mult, nu trebuia să mă gândesc care dintre formule va fi grafică și care va fi textuală.

Iată câteva exemple care dezvăluie secretul pregătirii textului articolului: Descrierile din coloana din stânga sunt convertite automat în formule în a doua coloană.
În prima linie, descrierea formulei raționale este foarte asemănătoare cu rezultatul afișat. Singura diferență este că coeficienții numerici sunt ieșiți ca interliniari.
În a doua linie, formula extinsă este dată ca trei șiruri separate, separate printr-un simbol; Cred că este ușor de văzut că o descriere text seamănă mult cu ceea ce ar fi necesar pentru a desena o formulă cu un creion pe hârtie.
A treia linie demonstrează utilizarea liniilor înclinate folosind caracterele \ și /. Semnul ` (backtick) înseamnă că linia este trasată de la dreapta la stânga (sau de jos în sus).

Există o documentație mult mai detaliată despre utilizarea sistemului easyChem aici.

În această privință, permiteți-mi să termin articolul și vă doresc mult succes în studiul chimiei.

Scurt dicționar explicativ al termenilor folosiți în articol

acizi- electroliți, în timpul disocierii cărora din ionii pozitivi se formează numai ionii H +:

HNO3 ↔ H++ + NO3-;

CH 3 COOH ↔ H + +CH 3 COO -.

Toți acizii sunt clasificați în anorganici și organici (carboxilici), care au și clasificări proprii (interne).

În condiții normale, o cantitate semnificativă de acizi anorganici există în stare lichidă, unii în stare solidă (H 3 PO 4, H 3 BO 3).

Acizii organici cu până la 3 atomi de carbon sunt lichide ușor mobile, incolore, cu un miros înțepător caracteristic; acizii cu 4-9 atomi de carbon sunt lichide uleioase cu miros neplăcut, iar acizii cu un număr mare de atomi de carbon sunt solide insolubile în apă.

Formule chimice ale acizilor

Luați în considerare formulele chimice ale acizilor folosind exemplul mai multor reprezentanți (atât anorganici, cât și organici): acid clorhidric -HCl, acid sulfuric - H 2 SO 4, acid fosforic - H 3 PO 4, acid acetic - CH 3 COOH și acid benzoic - C6H5COOH. Formula chimică arată compoziția calitativă și cantitativă a moleculei (câți și ce atomi sunt incluși într-un anumit compus) Conform formulei chimice, puteți calcula greutate moleculară acizi (Ar(H) = 1 amu, Ar(Cl) = 35,5 amu, Ar(P) = 31 amu, Ar(O) = 16 a .u, Ar(S) = 32 amu, Ar(C) = 12 amu):

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

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

Mr(H2S04) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);

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

Mr(H3PO4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);

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

Mr(CH3COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);

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

Mr(C6H5COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(C6H5COOH) = 7x12 + 6x1 + 2x16 = 84 + 6 + 32 = 122.

Formule structurale (grafice) ale acizilor

Formula structurală (grafică) a unei substanțe este mai vizuală. Acesta arată modul în care atomii sunt conectați între ei în cadrul unei molecule. Să indicăm formulele structurale ale fiecăruia dintre compușii de mai sus:

Orez. 1. Formula structurală a acidului clorhidric.

Orez. 2. Formula structurală a acidului sulfuric.

Orez. 3. Formula structurală a acidului fosforic.

Orez. 4. Formula structurală a acidului acetic.

Orez. 5. Formula structurală a acidului benzoic.

Formule ionice

Toți acizii anorganici sunt electroliți, adică. capabil să se disocieze în soluție apoasă pentru ioni:

HCl ↔ H + + Cl -;

H2S04↔ 2H + + SO42-;

H3PO4 ↔ 3H + + PO43-.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

EXEMPLUL 2