Formula chimica

Formula chimică  - un simbol al compoziției chimice și al structurii compușilor folosind simbolurile elementelor chimice , semne numerice și auxiliare ( paranteze , liniuțe etc.). Formulele chimice fac parte integrantă din limbajul chimiei , pe baza acestora se întocmesc scheme și ecuații ale reacțiilor chimice , precum și clasificarea chimică și nomenclatura substanțelor [1] . Unul dintre primii care le-au folosit a fost chimistul rus A. A. Iovsky .

Formula chimică poate reprezenta sau reflecta [1] :

• 1 moleculă (precum ion , radical ...) sau 1 mol dintr-o substanță specifică ;
• compoziția calitativă: din ce elemente chimice constă substanța;
• compoziția cantitativă: câți atomi din fiecare element conține molecula (ion, radical...).

De exemplu, formula HNO3 înseamnă :

• 1 moleculă de acid azotic sau 1 mol de acid azotic;
• compoziția calitativă: molecula de acid azotic este formată din hidrogen , azot și oxigen ;
• compoziția cantitativă: molecula de acid azotic este formată dintr-un atom de hidrogen, un atom de azot și trei atomi de oxigen.

Specie

În prezent, se disting următoarele tipuri de formule chimice:

• Cea mai simplă formulă . Se poate obține empiric prin determinarea raportuluielementelor chimicedintr-o substanță folosind valorilemasei atomice aleelementelor. Deci, cea mai simplă formulăa apei este H2O, iar cea mai simplă formulăbenzenului este CH (spre deosebire de C6H6 - adevărat,vezi mai jos). Atomii din formule sunt notați prin semne ale elementelor chimice, iar numărul lor relativ - prin numere în format de indice. [2]
• Formula adevărată (empirică, formula moleculară) [3]  poate fi obținută dacăgreutatea moleculară [3] a substanței. Adevărata formulă a apei este H2O, care coincide cu cea mai simplă. Adevărata formulăbenzenului esteC6H6, care diferă de cea mai simplă, reflectând compoziția, dar nu și structura moleculelor substanței. Formula adevărată arată numărul exact de atomi ai fiecărui element dintr-o moleculă. Acest număr corespunde indexului [inferior] - un număr mic după simbolul elementului corespunzător. Dacă indicele este 1, adică există doar un atom al unui element dat în moleculă, atunci un astfel de indice nu este indicat.
• Formula rațională . În formulele raționale, se disting grupuri de atomi care sunt caracteristice claselor de compuși chimici. De exemplu, pentru alcooli,−OH. Când se scrie o formulă rațională, astfel de grupuri de atomi sunt incluse în paranteze (OH). Numărul de grupuri repetate este indicat prin numere în format indice, care sunt plasate imediat după paranteza de închidere. Parantezele pătrate sunt folosite pentru a reflecta structuracompușilor complecși. De exemplu, K4[Co (CN)6] [4] este hexacianocobaltatde potasiu. Formulele raționale se găsesc adesea înformă semi-expansă, când unii dintre aceiași atomi sunt afișați separat pentru a reflecta mai bine structura moleculei substanței.
• Formula Markush este o formulă în care se disting nucleul activ și un număr de variante substituente, combinate într-un grup de structuri alternative. Este o modalitate convenabilă de a desemna structuri chimice într-un mod generalizat. Formula se referă la descrierea unei întregi clase de substanțe. Utilizarea formulelor Markush „large” în brevetele chimice duce la o mulțime de probleme și discuții.
• Formula empirică . Diferiți autori pot folosi acest termen pentru a se referi la cea mai simplă [5] , adevărată sau rațională [6] formulă.
• Formula structurală . Arată grafic aranjarea reciprocă a atomilor într-o moleculă. Legăturile chimice dintre atomi sunt indicate prin linii (linii). Există formule bidimensionale (2D) și tridimensionale (3D). Bidimensionale reprezintă o reflectare a structurii materiei pe un plan (de asemenea, o formulă scheletică  - încearcă să aproximeze o structură 3D pe un plan 2D). [Modele spațiale] tridimensionale ne permit să reprezentăm compoziția sa cel mai aproape de modelele teoretice ale structurii materiei și, adesea (dar nu întotdeauna), o aranjare reciprocă mai completă (adevărată) a atomilor, unghiul de legătură și distanța dintre atomi.

De exemplu, pentru etanol :

• Cea mai simplă formulă : C2H6O
• Formula adevărată, empirică sau brută: C 2 H 6 O
• Formula rațională : C2H5OH _
• Formula rațională în formă semi-expandată: CH 3 CH 2 OH
• Formula structurală (2D):

• Formula structurală (3D):

Cea mai simplă formulă C 2 H 6 O poate corespunde în mod egal eterului dimetil (formulă rațională; izomerie structurală ): CH 3 —O—CH 3 .

Există și alte moduri de a scrie formule chimice. Noi metode au apărut la sfârșitul anilor 1980 odată cu dezvoltarea tehnologiei computerelor personale ( SMILES , WLN, ROSDAL, SLN etc.). Calculatoarele personale folosesc, de asemenea, un software special numit editor molecular pentru a lucra cu formule chimice .

Note

1. ↑ 1 2 Concepte de bază ale chimiei (link inaccesibil) . Consultat la 23 noiembrie 2009. Arhivat din original pe 21 noiembrie 2009. (nedefinit) 
2. ↑ Există formule empirice și adevărate . Formula empirică exprimă cea mai simplă formulă a unei substanțe (compus chimic), care se stabilește prin analiză elementară. Deci, analiza arată că cea mai simplă formulă sau empirică a unui anumit compus îi corespunde CH. Formula adevărată arată câte dintre aceste grupări CH simple sunt conținute în moleculă. Să reprezentăm formula adevărată sub forma (CH) x , atunci la x  = 2 avem acetilena C 2 H 2 , la x  = 6 - benzen C 6 H 6 .
3. ↑ 1 2 Strict vorbind, termenii „ formulă moleculară ” și „ greutate moleculară ” a sării nu pot fi folosiți, deoarece nu există molecule în săruri, ci doar rețele ordonate formate din ioni . Niciunul dintre ionii de sodiu [cation] din structura clorurii de sodiu nu „aparține” unui anume ion de clorură [anion]. Este corect să vorbim despre formula chimică a sării și masa formula corespunzătoare a acesteia . Deoarece formula chimică ( adevărat ) a clorurii de sodiu este NaCl, formula masei de clorură de sodiu este definită ca suma maselor atomice ale unui atom de sodiu și ale unui atom de clor:

   1 atom de sodiu: 22,990 a. e.m.
   1 atom de clor: 35,453 a.u. e.m.
   ————————————
   

   Total: 58.443 a. mânca.

   Se obișnuiește să se numească această valoare „ greutatea moleculară ” a clorurii de sodiu și nu există neînțelegeri dacă cineva este clar conștient de structura sării. Un mol de clorură de sodiu are o masă de 58,443 g. Conține 6,022 10 23 ioni de sodiu și 6,022 10 23 ioni de clorură. Deși nu sunt combinați în perechi în molecule, raportul dintre numărul acelor ioni și alți ioni este exact de 1:1.

4. ↑ Formulele compușilor de tip ionic [și/sau presupunând că sunt ionic - covalent polar (ionic-covalent intermediar)] exprimă doar cea mai simplă relație între ioni (cationi și anioni). Deci, un cristal de sare de masă NaCl este format din ioni Na + și Cl - , care sunt într-un raport de 1: 1, ceea ce asigură neutralitatea electrică a compusului în ansamblu. Argumentând în mod similar, observăm că cristalele de CaF 2 constau din Ca 2+ și F - într-un raport de 1:2. În același mod, K 4 [Co(CN) 6 ] constă din K + cationi și [ coordonare complexă ] Co(CN) 6 4− anioni într-un raport de 4:1 (deși acest compus are un complex de coordonare mai complex structură cristalină). În mod similar, pirita FeS 2 conține cationi Fe 2+ și anioni S 2 2− într-un raport de 1: 1 (nu are anioni sulfuri S 2− ; atomii de sulf din anionul persulfură sunt legați printr-un covalent relativ puternic [non- legătura covalentă polară ).
   În compușii de acest tip, este imposibil să se detecteze molecule individuale de NaCl și CaF 2 și, prin urmare, aceste formule indică doar raportul dintre cationi și anioni care alcătuiesc aceste substanțe (compuși chimici).
5. ↑ M. A. Fedorovskaya. Formula chimică // Enciclopedie chimică în 5 volume - M. : Bolshaya Rossiyskaya Entsiklopediya, 1998. - V. 5. - P. 123. - 783 p.
6. ↑ Manualul unui chimist. - L . : Chimie, 1971. - T. II. - S. 397. - 1168 p. — 20.000 de exemplare.

Vezi și

• Dicţionar de formule chimice
• grafic molecular