Формулы по химии 8 9. Сборник основных формул школьного курса химии

Современные символы химических элементов были введены в науку в 1813 году Я. Берцелиусом. По его предложению элементы обозначаются начальными буквами их латинских названий. Например, кислород (Oxygenium) обозначается буквой О, сера (Sulfur) - буквой S, водород (Hydrogenium) - буквой Н. В тех случаях, когда названия элементов начинаются с одной и той же буквы, к первой букве добавляется еще одна из последующих. Так, углерод (Carboneum) имеет символ С, кальций (Calcium) - Ca, медь (Cuprum) - Cu.

Химические символы - не только сокращенные названия элементов: они выражают и определенные их количества (или массы), т.е. каждый символ обозначает или один атом элемента, или один моль его атомов, или массу элемента, равную (или пропорциональную) молярной массе этого элемента. Например, С означает или один атом углерода, или один моль атомов углерода, или 12 единиц массы (обычно 12 г) углерода.

Формулы химических веществ

Формулы веществ также указывают не только состав вещества, но и его количество и массу. Каждая формула изображает или одну молекулу вещества, или один моль вещества, или массу вещества, равную (или пропорциональную) его молярной массе. Например, H 2 O обозначает или одну молекулу воды, или один моль воды, или 18 единиц массы (обычно (18 г) воды.

Простые вещества также обозначаются формулами, показывающими, из скольких атомов состоит молекула простого вещества: например, формула водорода H 2 . Если атомный состав молекулы простого вещества точно не известен или вещество состоит из молекул, содержащих различное число атомов, а также, если оно имеет не молекулярное, а атомное или металлическое строение, простое вещество обозначают символом элемента. Например, простое вещество фосфор обозначают формулой P, поскольку в зависимости от условий фосфор может состоять из молекул с различным числом атомов или иметь полимерное строение.

Формулы по химии для решения задач

Формулу вещества устанавливают на основании результатов анализа. Например, согласно данным анализа глюкоза содержит 40% (масс.) углерода, 6,72% (масс.) водорода и 53,28% (масс.) кислорода. Следовательно, массы углерода, водорода и кислорода относятся друг к другу как 40:6,72:53,28. Обозначим искомую формулу глюкозы C x H y O z , где x, y и z - числа атомов углерода, водорода и кислорода в молекуле. Массы атомов этих элементов соответственно равны 12,01; 1,01 и 16,00 а.е.м. Поэтому в составе молекулы глюкозы находится 12,01х а.е.м. углерода, 1,01у а.е.м. водорода и 16,00zа.е.м. кислорода. Отношение этих масс равно 12,01х: 1,01у: 16,00z. Но это отношение мы уже нашли, исходя из данных анализа глюкозы. Следовательно:

12,01х: 1,01у: 16,00z = 40:6,72:53,28.

Согласно свойствам пропорции:

х: у: z = 40/12,01:6,72/1,01:53,28/16,00

или х: у: z = 3,33: 6,65: 3,33 = 1: 2: 1.

Следовательно, в молекуле глюкозы на один атом углерода приходится два атома водорода и один атом кислорода. Этому условию удовлетворяют формулы CH 2 O, C 2 H 4 O 2 , C 3 H 6 O 3 и т.д. Первая из этих формул — CH 2 O- называется простейшей или эмпирической формулой; ей отвечает молекулярная масса 30,02. Для того, чтобы узнать истинную или молекулярную формулу, необходимо знать молекулярную массу данного вещества. Глюкоза при нагревании разрушается, не переходя в газ. Но ее молекулярную массу можно определить и другими методами: она равна 180. Из сопоставления этой молекулярной массы с молекулярной массой, отвечающей простейшей формуле, ясно, что глюкозе отвечает формула C 6 H 12 O 6 .

Таким образом, химическая формула - это изображение состава вещества с помощью символов химических элементов, числовых индексов и некоторых других знаков. Различают следующие типы формул:

— простейшая , которую получают опытным путем определяя соотношение химических элементов в молекуле и используя значения их относительных атомных масс (см. пример выше);

— молекулярная , которую можно получить, зная простейшую формулу вещества и его молекулярную массу (см. пример выше);

— рациональная , отображающая группы атомов, характерные для классов химических элементов (R-OH - спирты, R - COOH - карбоновые кислоты, R - NH 2 - первичные амины и т.д.);

— структурная (графическая) , показывающая взаимное расположение атомов в молекуле (бывает двумерная (в плоскости) или трехмерная (в пространстве));

— электронная , отображающая распределение электронов по орбиталям (записывается только для химических элементов, а не для молекул).

Рассмотрим более подробно на примере молекулы этилового спирта:

простейшая формула этанола - C 2 H 6 O;
молекулярная формула этанола - C 2 H 6 O;
рациональная формула этанола - С 2 Н 5 ОН;

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

При полном сгорании кислородсодержащего органического вещества массой 13,8 г получили 26,4 г углекислого газа и 16,2 г воды. Найдите молекулярную формулу вещества, если относительная плотность его паров по водороду равна 23.

Решение

Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у» и «z» соответственно:

C x H y O z + O z →CO 2 + H 2 O.

Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м.

m(C) = n(C)×M(C) = n(CO 2)×M(C) = ×M(C);

m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H 2 O)×M(H) = ×M(H);

Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr):

M(CO 2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль;

M(H 2 O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль.

m(C) = ×12 = 7,2 г;

m(H) = 2×16,2 / 18 ×1= 1,8 г.

m(O) = m(C x H y O z) - m(C) - m(H) = 13,8 - 7,2 - 1,8 = 4,8 г.

Определим химическую формулу соединения:

x:y:z = m(C)/Ar(C) : m(H)/Ar(H) : m(O)/Ar(O);

x:y:z = 7,2/12:1,8/1:4,8/16;

x:y:z = 0,6: 1,8: 0,3 = 2: 6: 1.

Значит простейшая формула соединения C 2 H 6 O и молярную массу 46 г/моль .

Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по водороду:

M substance = M(H 2) × D(H 2) ;

M substance = 2 × 23 = 46 г/моль.

M substance / M(C 2 H 6 O) = 46 / 46 = 1.

Значит формула органического соединения будет иметь вид C 2 H 6 O.

Ответ

C 2 H 6 O

ПРИМЕР 2

Задание

Массовая доля фосфора в одном из его оксидов равна 56,4%. Плотность паров оксида по воздуху равна 7,59. Установите молекулярную формулу оксида.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%.

Вычислим массовую долю кислорода в соединении:

ω (O) = 100% — ω(P) = 100% — 56,4% = 43,6%.

Обозначим количество моль элементов, входящих в состав соединения за «х» (фосфор), «у» (кислород). Тогда, мольное отношение будет выглядеть следующим образом (значения относительных атомных масс, взятых из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел):

x:y = ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O);

x:y = 56,4/31: 43,6/16;

x:y = 1,82: 2,725 = 1: 1,5 = 2: 3.

Значит простейшая формула соединения фосфора с кислородом будет иметь вид P 2 O 3 и молярную массу 94 г/моль .

Значение молярной массы органического вещества можно определить при помощи его плотности по воздуху:

M substance = M air × D air;

M substance = 29 × 7,59 = 220 г/моль.

Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение полученных молярных масс:

M substance / M(P 2 O 3) = 220 / 94 = 2.

Значит индексы атомов фосфора и кислорода должны быть в 2 раза выше, т.е. формула вещества будет иметь вид P 4 O 6 .

Ответ

P 4 O 6

Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения идёт дискуссия на тему: Сомнения относительно терминологии. Химическая формула … Википедия

Химическая формула отражение информации о составе и структуре веществ с помощью химических знаков, чисел и разделяющих знаков скобок. В настоящее время различают следующие виды химических формул: Простейшая формула. Может быть получена опытным… … Википедия

Основная статья: Неорганические соединения Список неорганических соединений по элементам информационный список неорганических соединений, представленный в алфавитном порядке (по формуле) для каждого вещества, водородные кислоты элементов (при их… … Википедия

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей … Википедия

Химическим уравнением (уравнением химической реакции) называют условную запись химической реакции с помощью химических формул, числовых коэффициентов и математических символов. Уравнение химической реакции даёт качественную и количественную… … Википедия

Химическое программное обеспечение компьютерные программы, используемые в области химии. Содержание 1 Химические редакторы 2 Платформы 3 Литература … Википедия

Книги

Японско-англо-русский словарь по монтажу промышленного оборудования. Около 8 000 терминов , Попова И.С.. Словарь предназначен для широкого круга пользователей и прежде всего для переводчиков и технических специалистов, занимающихся поставками и внедрением промышленного оборудования из Японии или…
Краткий словарь биохимических терминов , Кунижев С.М.. Словарь предназначен для студентов химических и биологических специальностей университетов, изучающих курс общей биохимии, экологии и основ биотехнологии, а также может быть использован в…

Величина и ее размерность	Соотношение
Атомная масса элемента Х (относительная)
Порядковый номер элемента	Z = N (е –) = N (р +)
Массовая доля элемента Э в веществе Х, в долях единицы, в %)
Количество вещества Х, моль
Количество вещества газа, моль	V m = 22,4 л/моль (н.у.) н.у. – р = 101 325 Па, Т = 273 К
Молярная масса вещества Х, г/моль, кг/моль
Масса вещества X, г, кг	m (X) = n (X)M (X)
Молярный объем газа, л/моль, м 3 /моль	V m = 22,4 л/моль при н.у.
Объем газа, м 3	V = V m ×n
Выход продукта
Плотность вещества Х, г/л, г/мл, кг/м 3
Плотность газообразного вещества Х по водороду
Плотность газообразного вещества Х по воздуху	М (воздуха) = 29 г/моль
Объединенный газовый закон
Уравнение Менделеева-Клапейрона	PV = nRT , R = 8,314 Дж/моль×К
Объемная доля газообразного вещества в смеси газов, в долях единицы или в %
Молярная масса смеси газов
Молярная доля вещества (Х) в смеси
Количество теплоты, Дж, кДж	Q = n (X)Q (X)
Тепловой эффект реакции	Q =– H
Теплота образования вещества Х, Дж/моль, кДж/моль
Скорость химической реакции (моль/лсек)
Закон действия масс (для простой реакции)	a A + в B = с С + d D u = k  с a (A)с в (B)
Правило Вант-Гоффа
Растворимость вещества (Х) (г/100 г растворителя)
Массовая доля вещества Х в смеси А + Х, в долях единицы, в %
Масса раствора, г, кг	m (р-р) = m (X) + m (H 2 O) m (р-р) = V (р-р) (р-р)
Массовая доля растворенного вещества в растворе, в долях единицы, в %
Плотность раствора
Объем раствора, см 3 , л, м 3
Молярная концентрация, моль/л
Степень диссоциации электролита (Х), в долях единицы или %
Ионное произведение воды	K (H 2 O) =
Водородный показатель	рН = –lg

Основная:

Кузнецова Н.Е. и др . Химия. 8 кл-10 кл.. – М.: Вентана-Граф, 2005-2007.

Кузнецова Н.Е., Литвинова Т.Н., Левкин А.Н. Химия.11 класс в 2-х частях, 2005-2007 гг.

Егоров А.С. Химия. Новое учебное пособие для подготовки в вузы. Ростов н/Д: Феникс, 2004.– 640 с.

Егоров а.С. Химия: современный курс для подготовки к егэ. Ростов н/д: Феникс, 2011. (2012)– 699 с.

Егоров А.С. Самоучитель по решению химических задач. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2000.– 352 с.

Химия/пособие-репетитор для поступающих в вузы. Ростов-н/Д, Феникс, 2005– 536 с.

Хомченко Г.П.,Хомченко И.Г . Задачи по химии для поступающих в вузы. М.: Высшая школа. 2007.–302с.

Дополнительная:

Врублевский А.И . Учебно-тренировочные материалы для подготовки к централизованному тестированию по химии/ А.И. Врублевский –Мн.: ООО «Юнипресс», 2004.– 368 с.

Врублевский А.И . 1000 задач по химии с цепочками превращений и контрольными тестами для школьников и абитуриентов.– Мн.: ООО «Юнипресс», 2003.– 400 с.

Егоров А.С . Все типы расчетных задач по химии для подготовки к ЕГЭ.–Ростов н/Д: Феникс, 2003.–320с.

Егоров А.С., Аминова Г.Х . Типовые задания и упражнения для подготовки к экзамену по химии. – Ростов н/Д: Феникс, 2005.– 448 с.

Единый государственный экзамен 2007. Химия. Учебно-тренировочные материалы для подготовки учащихся/ФИПИ – М.: Интеллект-Центр, 2007.– 272 с.

ЕГЭ-2011. Химия. Учебно-тренировочный комплект под ред. А.А. Кавериной.– М.: Национальное образование, 2011.

Единственные реальные варианты заданий для подготовки к единому государственному экзамену. ЕГЭ.2007. Химия/В.Ю. Мишина, Е.Н. Стрельникова. М.: Федеральный центр тестирования, 2007.–151с.

Каверина А.А . Оптимальный банк заданий для подготовки учащихся. Единый государственный экзамен 2012.Химия. Учебное пособие./ А.А. Каверина, Д.Ю. Добротин, Ю.Н. Медведев, М.Г. Снастина.– М.: Интеллект-Центр, 2012.– 256 с.

Литвинова Т.Н., Выскубова Н.К., Ажипа Л.Т., Соловьева М.В . Тестовые задания в дополнение к контрольным работам для слушателей 10-месячных заочных подготовительных курсов (методические указания). Краснодар, 2004. – С. 18 – 70.

Литвинова Т.Н . Химия. ЕГЭ-2011. Тренировочные тесты. Ростов н/Д: Феникс, 2011.– 349 с.

Литвинова Т.Н . Химия. Тесты к ЕГЭ. Ростов н/Д.: Феникс, 2012. - 284 с.

Литвинова Т.Н . Химия. Законы, свойства элементов и их соединений. Ростов н/Д.: Феникс, 2012. - 156 с.

Литвинова Т.Н., Мельникова Е.Д., Соловьева М.В ., Ажипа Л.Т., Выскубова Н.К. Химия в задачах для поступающих в вузы.– М.: ООО «Изд-во Оникс»: ООО «Изд-во «Мир и образование», 2009.– 832 с.

Учебно-методический комплекс по химии для учащихся медико-биологических классов под ред. Т.Н.Литвиновой.– Краснодар.: КГМУ, – 2008.

Химия. ЕГЭ–2008. Вступительные испытания, учебно-методическое пособие / под ред. В.Н. Доронькина. – Ростов н/Д: Легион, 2008.– 271 с

Список сайтов по химии:

1. Alhimik. http :// www . alhimik . ru

2. Химия для всех. Электронный справочник за полный курс химии.

http :// www . informika . ru / text / database / chemy / START . html

3. Школьная химия – справочник. http :// www . schoolchemistry . by . ru

4. Репетитор по химии. http://www. chemistry.nm.ru

Интернет-ресурсы

Alhimik. http :// www . alhimik . ru

Химия для всех. Электронный справочник за полный курс химии.

http :// www . informika . ru / text / database / chemy / START . html

Школьная химия – справочник. http :// www . schoolchemistry . by . ru

http://www.classchem.narod.ru

Репетитор по химии. http://www. chemistry.nm.ru

http://www.alleng.ru/edu/chem.htm - образовательные ресурсы Интернета по химии

http://schoolchemistry.by.ru/ - школьная химия. На этом сайте есть возможность пройти On-line тестирование по разным темам, а также демонстрационные варианты Единого Государственного Экзамена

Химия и жизнь–ХХ1 век: научно-популярный журнал. http :// www . hij . ru