- •Основные понятия химии и законы стехиометрии Учебное пособие
- •1. Основные понятия2 химии
- •1.1. Химия и её разделы
- •Разделы химии
- •Уровни организации вещества
- •1.2. Химические элементы и химические соединения
- •1.3. Классификация27 веществ
- •Основные классы неорганических соединений
- •Классы органических соединений
- •1.4. Символы, формулы, уравнения
- •Виды химических формул
- •Алгоритмы составления химических формул
- •Написание химических формул
- •Уравнение химической реакции
- •1.5. Важнейшие величины и единицы в химии
- •2. Стехиометрические законы54
- •2.1. Закон сохранения массы и энергии55
- •Закон сохранения массы
- •Закон сохранения энергии
- •2.2. Закон постоянства состава60
- •2.3. Закон кратных64 отношений
- •2.4. Законы газового состояния
- •2.4.4. Объединённый газовый закон Бойля-Мариотта и Гей-Люссака
- •2.4.5. Закон объёмных отношений
- •2.4.6. Закон Авогадро
- •Следствия из закона Авогадро
- •2.4.7. Закон Дальтóна (закон парциальных давлений)
- •2.5. Закон эквивалентов
- •1.1. Химия и её разделы 3
Алгоритмы составления химических формул
Составление химических формул для соединений атомов двух химических элементов в тех случаях, когда для каждого элемента существует только одна стехиометрическая валентность.
Алгоритм действия |
Составление химической формулы оксида алюминия |
|
Установление (по названию соединения) химических символов элементов |
Аl |
О |
Определение валентности атомов элементов |
АIII |
ОII |
Вычисление наименьшего общего кратного |
6 |
|
Определение дополнительных множителей |
2 |
3 |
Указание числового отношения атомов в соединении |
2 : 3 |
|
Указание стехиометрических индексов |
Аl2 |
О3 |
Составление формулы |
Аl2О3 |
|
Составление химических формул для соединений, которые существуют в водном растворе в виде ионов.
Алгоритм действия |
Составление химической формулы сульфата алюминия |
|
Установление (по названию соединения) химических формул ионов |
Аl3+ |
SО42– |
Определение числа зарядов ионов |
3 |
2 |
Вычисление наименьшего общего кратного |
6 |
|
Определение дополнительных множителей |
2 |
3 |
Указание числового отношения ионов |
2 : 3 |
|
Указание стехиометрических индексов |
Аl2 |
(SО4)3 |
Составление формулы |
Аl2(SО4)3 |
|
Написание химических формул
Для указания в химических формулах стехиометрических индексов и зарядов ионов существуют следующие правила.
Если стехиометрический индекс относится к группе атомов, то значающие эту группу химические символы ставятся в скобки:
С3Н5(ОН)3 – в молекуле глицерина содержатся 3 гидроксигруппы;
Ca(NО3)2 – в формульной единице нитрата кальция содержатся ионы кальция и нитрат-ионы в соотношении 1 : 2.
Данные о заряде сложного многоатомного иона в химической формуле относятся ко всему иону:
SО42– – сульфат-ион – имеет двухкратный отрицательный заряд;
NН4+ – ион аммония – имеет одинарный положительный заряд.
Химическая формула комплексного иона ставится в квадратные скобки, за которыми указывается его заряд; она состоит из:
химического символа центрального атома;
химической формулы лиганда в круглых скобках;
нижнего индекса, указывающего число лигандов.
[Fe(CN)6]4– – гексацианоферрат(II)-ион; в имеющем четыре отрицательных заряда ионе шесть лигандов СN– (цианид-ион) связаны с центральным атомом FеII (катион железа Fe2+).
[Cu(NH3)4]2+ – ион тетраамминмеди(II); в имеющем два положи-тельных заряда ионе четыре лиганда NH3 (молекула аммиака) связаны с центральным атомом меди (ион Сu2+).
Химическая формула воды в гидратах и кристаллогидратах отде-ляется точкой от химической формулы основного вещества.
CuSO4 · 5H2O – пентагидрат сульфата меди(II) (медный купорос).
Химические реакции – процессы превращения одних веществ (исходных веществ, или реагентов) в другие (продукты реакции).
Для осуществления химических реакций часто требуются определённые условия – температура, давление, облучение (например, льтрафиолетовым излучением), наличие растворителя и др.
Химические реакции сопровождаются физическими явлениями: выделением или поглощением теплоты, испусканием света, изменением агрегатного состояния веществ и т. п. Поэтому химия тесно связана с физикой.
Химия также тесно связана с биологией, поскольку биологические процессы сопровождаются непрерывными химическими превращениями.