Cheminės formulės, apatiniai indeksai ir krūvio žymėjimas

Kiekvieną simbolį skaitykite kartu su jo apatiniu indeksu

Molekulinė formulė nurodo, kiek kiekvieno elemento atomų yra vienoje molekulėje. H₂O nurodo du vandenilio atomus ir vieną deguonies atomą. Jei po O nėra apatinio indekso, tai reiškia vieną atomą. CO₂ nurodo vieną anglies atomą ir du deguonies atomus. Pakeitus apatinį indeksą, pasikeičia nurodoma sudėtis: H₂O₂ nėra kitas būdas užrašyti vandens formulę.

Pirmiausia atpažinkite ištisus elementų simbolius. Na yra vienas simbolis, žymintis natrį, o ne azotas, po kurio eina kitas elementas „a“. Didžiosios ir mažosios raidės padeda teisingai atskirti simbolius. Tada kiekvieną skaičių apačioje dešinėje skaitykite kartu su prieš pat jį esančiu simboliu arba skliaustuose esančia grupe. Pati formulė nenurodo mėginio kiekio, temperatūros, koncentracijos ar grynumo.

Apatinis indeksas ir koeficientas daugina skirtingus dalykus

Formulėje Ca(OH)₂ indeksas 2 taikomas visai OH grupei. Vieną formulinį vienetą sudaro vienas kalcio, du deguonies ir du vandenilio atomai. Užraše 3 Ca(OH)₂ prieš formulę esantis koeficientas 3 daugina visą formulę: nurodomi trys kalcio, šeši deguonies ir šeši vandenilio atomai. Koeficientas nepaverčia Ca kitu elementu ir nekeičia formulinio vieneto sudėties.

Panašiai vieną Ca₃(PO₄)₂ formulinį vienetą sudaro trys kalcio, du fosforo ir aštuoni deguonies atomai. Prieš sudėdami atomų skaičius, išskleiskite skliaustus. Šiose formulėse išlaikomas atomų grupavimas į daugiaatomius jonus. Joninio junginio formulei aklai netaikykite taisyklės „sumažink kiekvieną apatinį indeksą“: atpažįstamo jono, pavyzdžiui, oksalato formulėje Na₂C₂O₄, išlaikymas yra svarbus formulės perteikiamai informacijai.

Empirinė ir molekulinė formulės atsako į skirtingus klausimus

Empirinė formulė nurodo paprasčiausią sveikaisiais skaičiais išreikštą atomų skaičių santykį. Molekulinė formulė nurodo tikrąjį kiekvieno elemento atomų skaičių vienoje molekulėje. Medžiagos, kurios molekulinė formulė yra C₆H₁₂O₆, empirinė formulė yra CH₂O, nes visi trys atomų skaičiai dalijasi iš šešių. Vien empirinė formulė nepasako, kad molekulėje yra šeši anglies atomai.

Skirtingų medžiagų empirinė formulė gali būti tokia pati. Išmatuota sudėtis gali pagrįsti CH₂O nurodomą santykį, tačiau molekulės dydis ir sandara lieka nenustatyti. Papildomi duomenys, įskaitant molinę masę, gali padėti nustatyti tinkamą sveikąjį kartotinį. Nemolekulinės sandaros kietųjų medžiagų formulė gali nusakyti sudėtį apskritai neapibrėždama atskiros molekulės.

Sudėtis neatskleidžia visos sandaros

Sandaros vaizdavimas parodo, kurie atomai yra susijungę, taip pat gali parodyti ryšių tipus ar erdvinį išsidėstymą. Molekulinė formulė didžiosios dalies šios informacijos neatskleidžia. Ir etanolio, ir dimetileterio formulė yra C₂H₆O. Etanolyje deguonies atomas susijungęs su anglies ir vandenilio atomais, o dimetileteryje jis jungia du anglies atomus. Skirtinga atomų jungimosi tvarka padeda paaiškinti skirtingas šių medžiagų savybes.

Tačiau ir schemos galimybės ribotos. Linija struktūrinėje formulėje yra sutartinis ryšio žymėjimas, o ne nufotografuotas strypelis, o plokščias piešinys gali neatskleisti trimatės sandaros. Vaizdavimo būdą rinkitės pagal klausimą: sudėtį – atomų skaičiams nurodyti, atomų jungimosi tvarką – parodyti, kurie atomai susijungę, o erdvinį modelį – kai svarbi geometrija. Vėlesnėse organinės chemijos pamokose šie skirtumai nagrinėjami išsamiai.

Išnagrinėti pavyzdžiai

Pabandykite patys

1. Kiek H ir O atomų žymi 2 H₂O?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   4 H ir 2 O.

   Koeficientas daugina visą molekulinę formulę.

2. Užrašykite empirinę formulę, atitinkančią molekulinę formulę C₂H₆.

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   CH₃.

   Abiejų elementų atomų skaičius padalykite iš bendro daliklio – dviejų.

3. Ar galima pakeisti H₂O į H₂O₂ vien tam, kad būtų išlyginta lygtis?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Pakeitus indeksą, pasikeičia medžiaga. Lyginant lygtį, keičiami koeficientai.

4. Ar vien formulė C₂H₆O leidžia atskirti etanolį nuo dimetileterio?

   Rodyti atsakymą ir paaiškinimą

   Ne.

   Vienodi atomų skaičiai neparodo, kad atomai sujungti skirtingai.

Ką verta įsidėmėti

• Molekulinė formulė nurodo atomų skaičių vienoje molekulėje.
• Skliaustai apibrėžia indekso taikymo sritį; koeficientas daugina visą formulę.
• Empirinės formulės išreiškia paprasčiausią atomų skaičių santykį.
• Vien iš sudėties dažnai negalima nustatyti atomų jungimosi tvarkos ir geometrijos.