Химическая формула: различия между версиями

[непроверенная версия][непроверенная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
м кирлат, replaced: cо → со
Строка 1:
{{Falseredirect|Химический состав}}{{Проверить факты|Сомнения относительно терминологии}}
'''Хими́ческая фо́рмула''' — условное обозначение химического состава и структуры [[химическое соединение|соединений]] с помощью [[Химические знаки|символов химических элементов]], [[Число|числовыхчисло]]вых и вспомогательных знаков ([[Скобки|скобок]], тире и т. п.). Химические формулы являются составной частью [[Язык химии|языка химии]], на их основе составляются [[Химическое уравнение|схемы и уравнения химических реакций]], а также химическая классификация и номенклатура веществ<ref name="de.gubkin.ru">[http://de.gubkin.ru/chemistry/ch1-th/node6.html Основные понятия химии]</ref>. Одним из первых начал использовать их русский химик [[Иовский, Александр Алексеевич|{{s|А. А. Иовский}}]].
 
Химическая формула может обозначать или отражать<ref name="de.gubkin.ru" />:
Строка 14:
== Виды ==
В настоящее время различают следующие виды химических формул:
* '''{{Якорь2|Простейшая формула}}'''. Может быть получена опытным путём через определение соотношения [[Химические элементы|химических элементов]] в веществе с применением значений [[Атомная масса|атомной массы]] элементов. Так, простейшая формула [[Вода|воды]] будет H<sub>2</sub>O, а простейшая формула [[Бензол|бензолабензол]]а CH (в отличие от C<sub>6</sub>H<sub>6</sub> — истинной, [[#Истинная формула|см. далее]]). Атомы в формулах обозначаются знаками химических элементов, а относительное их количество — числами в формате нижних индексов.<ref>Различают ''эмпирическую'' и ''истинную'' формулы. ''Эмпирическая формула'' выражает ''простейшую формулу'' вещества (химического соединения), которую устанавливают путём элементного анализа. Так, анализ показывает, что ''простейшая'', или ''эмпирическая'', формула некоторого соединения соответствует CH. ''Истинная формула'' показывает, какое количество таких простейших групп CH содержится в молекуле. Представим ''истинную формулу'' в виде (CH){{sub|x}}, тогда при значении x = 2 имеем ацетилен C{{sub|2}}H{{sub|2}}, при x= 6 — бензол C{{sub|6}}H{{sub|6}}.</ref>
* '''{{Якорь2|Истинная формула}}'''{{anchor|Брутто-формула}}. Молекулярная формула<ref name="formula">Строго говоря нельзя употреблять термины «''молекулярная формула''» и «''молекулярная масса''» соли, поскольку в солях нет молекул, а имеются только упорядоченные решётки, состоящие из [[ион]]ов. Ни один из ионов натрия [катион] в структуре [[Хлорид натрия|хлорида натрия]] не «принадлежит» какому-либо конкретному хлорид-иону [аниону]. Правильно говорить о ''химической формуле'' соли & соответствующей ей ''формульной массе''. Поскольку ''химическая формула'' (''истинная'') хлорида натрия — NaCl, ''формульная масса'' хлорида натрия определяется как сумма атомных масс одного атома натрия и одного атома хлора:<br />
1 атом натрия: 22,990 а. е. м.<br />
1 атом хлора: 35,453 а. е. м.<br />
Строка 21:
Итого: 58,443 а. е. м.<br />
Принято называть эту величину «''[[молекулярная масса|молекулярной массой]]''» хлорида натрия, и не возникает никаких недоразумений, если ясно отдавать себе отчёт, какую структуру имеет соль. Моль хлорида натрия имеет массу 58,443 г. В нём содержится 6,022·10{{sup|23}} ионов натрия и 6,022·10{{sup|23}} хлорид-ионов. Хотя они и не объединены попарно в молекулы, соотношение между числом тех и других ионов точно 1 : 1.</ref> — может быть получена, если известна [[молекулярная масса]]<ref name="formula" /> вещества. Истинная формула воды Н<sub>2</sub>О, что совпадает с простейшей. Истинная формула [[бензол]]а С<sub>6</sub>Н<sub>6</sub>, что отличается от простейшей. Истинные формулы также называют '''[[брутто]]-формулами'''. Они отражают состав, но не структуру молекул вещества. Истинная формула показывает точное количество атомов каждого элемента в одной молекуле. Этому количеству отвечает [нижний] индекс — маленькая цифра после символа соответствующего элемента. Если индекс равен 1, то есть в молекуле присутствует только один атом данного элемента, то такой индекс не указывают.
* '''{{Якорь2|Рациональная формула}}'''. В рациональных формулах выделяются группы атомов, характерные для классов химических соединений. Например, для спиртов выделяется группа [[Гидроксильная группа|-ОН]]. При записи рациональной формулы такие группы атомов заключаются в круглые скобки (ОН). Количество повторяющихся групп обозначаются числами в формате нижних индексов, которые ставятся сразу за закрывающей скобкой. Квадратные скобки применяются для отражения структуры [[Комплексные соединения|комплексных соединений]]. Например, К<sub>4</sub>[Co(CN)<sub>6</sub>]<ref>Формулы соединений [[Ионная связь|ионного]] типа [<small>и/или в предположении что они ионны — полярные ковалентные (промежуточные ионно-ковалентные)</small>] выражают лишь простейшее соотношение между ионами (катионами и анионами). Так, кристалл поваренной соли NaCl состоит из ионов Na{{sup|+}} и Cl{{sup|−}}, находящихся в соотношении 1:1, что обеспечивает электронейтральность соединения в целом. Рассуждая аналогично, отмечаем, что кристаллы CaF{{sub|2}} состоят из Ca{{sup|2+}} и F{{sup|−}} в соотношении 1:2. Таким же образом К{{sub|4}}[Co(CN){{sub|6}}] состоит из катионов К{{sup|+}} и [комплексных [[Координационная связь|координационных]]] анионов Co(CN){{sub|6}}{{sup|4−}} в соотношении 4:1 (хотя данное соединение имеет более сложное координационно-комплексное кристаллическое строение). Аналогичным образом [[пирит]] FeS{{sub|2}} содержит катионы Fe{{sup|2+}} и анионы S{{sub|2}}{{sup|2−}} в соотношении 1:1 (сульфид-анионов S{{sup|2−}}<!-- [ (2)S{{sup|2−}}] --> оно не имет; атомы серы в персульфид-анионе связаны <small>относительно</small> прочной ковалентной [неполярной [[ковалентная связь|ковалентной]]] связью).<br /> В соединениях подобного типа нельзя обнаружить отдельные молекулы NaCl и CaF{{sub|2}}, и поэтому эти формулы указывают лишь на соотношение катионов и анионов, из которых состоят эти вещества (хим. cоединениясоединения).</ref> — [[Гексацианокобальтат(II) калия|гексацианокобальтат калия]]. Рациональные формулы часто встречаются в полуразвернутом виде, когда часть одинаковых атомов показывается по отдельности для лучшего отражения строения молекулы вещества.
* '''[[Эмпирическая формула#В химии|Эмпирическая формула]]'''. Разные авторы могут использовать этот термин для обозначения '''простейшей'''<ref name="Формула">{{книга|автор=М. А. Федоровская|часть=Формула химическая|заглавие=Химическая энциклопедия в 5 т.|место=М.|издательство=Большая Российская Энциклопедия|год=1998|том=5|страницы=123|страниц=783}}</ref>, '''истинной''' или '''рациональной'''<ref name="справочник">{{книга|заглавие=Справочник химика|место=Л.|издательство=Химия|год=1971|том=II|страницы=397|страниц=1168|тираж=20000}}</ref> формулы.
* '''[[Структурная формула]]'''. В графическом виде показывает взаимное расположение атомов в молекуле. [[Химическая связь|Химические связи]] между атомами обозначаются линиями (чёрточками). Различают двумерные (2D) и трёхмерные (3D) формулы. Двумерные представляют собой отражение структуры вещества на плоскости (также ''[[скелетная формула]]'' — попытки приблизить 3D-структуру на 2D-плоскости). Трёхмерные [пространственные модели] позволяют наиболее близко к теоретическим моделям строения вещества представлять его состав, и, зачастую (но не всегда), более полное (истинное) взаимное расположение атомов, [[Валентный угол|угол]] связи и расстояния между атомами.