- Химическая формула
- Правила составления и произношения формул веществ
- Качественный и количественный состав вещества
- Относительная молекулярная масса химических элементов
- Массовая доля элемента в веществе
- сформировать представления о химической формуле, качественном и количественном составе вещества, понятиях индекс, коэффициент, относительная молекулярная масса
- научиться определять массовую долю химического элемента в сложном веществе
- Что обозначает символ химического элемента?
- Чему равна относительная атомная масса?
Химическая формула
При изучении химии очень важно научиться составлять формулы химических веществ. Это химический язык, с помощью которого химики из разных стран могут общаться и понимать друг друга, буквами в нём служат символы химических элементов.
Химическая формула — это обозначение состава вещества с помощью символов химических элементов и индексов.
Индекс — это цифра, которую записывают справа внизу у знака элемента, она показывает число атомов элемента, входящих в состав данного вещества.
Правила составления и произношения формул веществ
При составлении химической формулы простого вещества в начале записывают знак химического элемента, входящего в состав данного вещества, затем внизу справа от знака записывают цифру, обозначающую число атомов данного химического элемента в молекуле, — индекс.
Например, формулы молекул следующих простых веществ выглядят так:
- кислород O2 (о-два);
- водород H2 (аш-два);
- хлор Cl2 (хлор-два);
- азот N2 (эн-два).
Если вещество сложное, т. е. его молекула состоит из нескольких химических элементов, то при составлении формулы следует записать знаки химических элементов, составляющих данное вещество и определяющих качественный состав, а внизу справа от знаков — индексы, показывающие, сколько атомов данного элемента входит в молекулу (количественный состав).
Например:
- углекислый газ CO2 (цэ-о-два);
- аммиак NH3 (эн-аш-три);
- метан CH4 (цэ-аш-четыре);
- гашёная известь Ca(OH)2 (кальций-о-аш-дважды).
Качественный и количественный состав вещества
|
Качественный
|
Количественный
|
|
показывает, из атомов каких химических элементов состоит вещество
|
показывает, сколько атомов каждого химического элемента входит в состав вещества
|
Следовательно:
Химическая формула описывает качественный и количественный состав вещества.
Пример 1
Вы уже знаете, что в молекуле воды один атом кислорода связан с двумя атомами водорода. С помощью знаков химических элементов состав воды можно выразить химической формулой
Читается: аш-два-о.
Одна молекула воды.
Суммарное число атомов в молекуле 3: 2 атома H (аш), 1 атом O (о).
Читается: три-аш-два-о.
Три молекулы воды.
Суммарное число атомов 9: 6 атомов H (аш), 3 атома O (о).
Для нахождения суммарного количества атомов элементов в молекулах, мы умножаем индекс каждого атома на коэффициент, стоящий перед молекулой.
Коэффициент — используется для записи количества молекул или отдельных атомов. Его ставят перед химической формулой или атомом. Если молекула одна и атом один, то коэффициент 1 опускается.
Упражнение 1
Укажите число молекул и атомов элементов в каждом из указанных веществ:
3CO2 ; NH3 ; 2CH4 ; Ca; 5O2.
Относительная молекулярная масса химических элементов
Молекулы, как и атомы, имеют массу, которая также очень мала, поэтому в расчётах используют относительную молекулярную массу.
Относительная молекулярная масса вещества (Mr) — это число, показывающее во сколько раз масса молекулы данного вещества больше 1/12 массы атома углерода. Это безразмерная величина.
Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы с учётом их индексов:
AxByCz где A, B, C — знаки элемента; x, y, z — количество атомов этих элементов.
Mr = Ar(A)·X + Ar(B)·Y + Ar(C)·Z
Последовательность действий при определении относительной молекулярной массы:
- Найти значения относительных атомных масс элементов в периодической системе.
- Умножить число атомов на значение относительной атомной массы для каждого элемента.
- Сложить полученные значения.
Пример 2
Рассчитаем Mr молекулы воды. Для это найдём значения относительной атомной массы каждого элемента в периодической системе (ПС) и вычислим сумму, с учётом индексов (количества атомов элементов в молекуле).
Mr(H2O)= Ar(H) · 2 + Ar(O)= 1 · 2 + 16 = 18
Упражнение 2
Рассчитайте относительную молекулярную массу молекулы углекислого газа CO2.
Массовая доля элемента в веществе
Химическая формула также позволяет рассчитать массовые доли элементов, образующих данное вещество.
Массовая доля элемента в веществе — показывает, какую часть (долю) составляет масса данного элемента от общей массы вещества.
Обозначается греческой буквой «омега» — ω, выражается в процентах (%) или в долях, и рассчитывается по формуле:
,
где Ar — относительная атомная масса элемента;
Mr — относительная молекулярная масса вещества;
n — число атомов химического элемента.
Массовая доля элемента помогает установить содержание того или иного элемента в веществе, определить преобладает или находится в недостатке этот химический элемент относительно других. Рассмотрим пример решения задачи с использованием формулы нахождения массовой доли.
Пример 3
Необходимо рассчитать массовую долю алюминия в корунде Al2O3.
Дано: Al2O3
Найти: ω (Al)
| Решение:
|
Ответ:
Упражнение 3
Рассчитайте массовые доли элементов в серной кислоте H2SO4.
Контрольные вопросы
- Что такое химическая формула?
- Что показывает индекс?
- Что обозначает коэффициент?
- Что такое относительная и молекулярная массы вещества?
- Как рассчитывается массовая доля элементов в веществе?
Упражнение 1
3 молекулы углекислого газа, 3 атома углерода и 6 атомов кислорода
1 молекула аммиака, 1 атом азота и 3 атома водорода
2 молекулы метана, 2 атома углерода и 8 атомов водорода
1 атом кальция
5 молекул кислорода, 10 атомов кислорода
Упражнение 2
Mr(СО2)= Ar(О) · 2 + Ar(С)= 16 · 2 + 12 = 44
Упражнение 3