Какво представляват ХИМИЧЕСКИТЕ ФОРМУЛИ и за какво са [ОБОБЩЕНИЕ + ВИДЕО]

Въпреки че не изглежда, химичните елементи на периодичната таблица Те ни заобикалят от всички страни. Много пъти обаче те не се намират отделно, а по-скоро образуват молекули или макромолекули от различни химични елементи. Химическите формули са графичният израз на тези съединения и се използват за стандартизиране на тяхната номенклатура. В този урок от УЧИТЕЛ ще видим какво представляват химичните формули и за какво са те. Присъединете се към нас, за да научите повече!

В химични формули са графичен израз на елементите, които изграждат химични съединения.

Тези химични формули не са произволни, но следват някои стриктни правила на химическата номенклатура, установена от IUPAC (Международен съюз по чиста и приложна химия).

Химичните формули също ни предоставят информация за елементи, които изграждат една молекула, така, например, ни казва броя и съответните пропорции на всеки от атомите, които го изграждат, а понякога дори и вида на Химическа връзка която съществува между тези елементи.

Всяка молекула или макромолекула, която съществува, съответства на нейната химическа формула, колкото и да има

различни видове формули. Всеки от тези видове ни дава различна информация за молекулата, но всички те ни помагат да я разберем химическа природа и ни помага да разберем какво се случва при химичните реакции и как едно съединение може да се трансформира в друго.

Но за да се разбере тази химическа номенклатура е необходимо да имате определени познания по химия, тъй като те се подчиняват на доста специализиран технически език.

В химични формули са представени от съюз от химически символи, със съответната буква на всеки атом, както идва в периодичната таблица, и индекси, които са числа, които представляват количеството от тях атоми в молекулата

В химията (както органична, така и неорганична) има определени фрагменти или съединения, които показват известна повторяемост както структурна, така и функционална и се идентифицират с имена специфични. Когато тези фрагменти имат свободни електрони, които не са споделени, те се наричат ​​радикали и са нестабилни, силно реактивни съединения с кратък полуживот.

Примери за радикали са метилови групи СН3, нитратни групи NO3, хидроксилни групи OH- или радикал Cl-. Въпреки това, те са известни като функционални групи, когато са атоми или групи от атоми, прикрепени към верига въглероден диоксид (с различен въглерод) и които са отговорни за реактивността и химичните свойства на молекули.

Тези групи са особено важни в органичната химия (човешките биомолекули са основно въглерод и водород). Някои примери за функционални групи са карбонилната група = C = O или карбоксилната група -COOH.

както казахме, има няколко вида химични формули. Всяка от тези формули ни дава различен тип информация за молекулите и следователно, той служи на определена цел, без нито една формула да е по-добра или по-лоша от друга в общи линии.

Класовете химични формули, които разграничаваме, са:

Емпирични формули

Емпиричните формули са най-простите формули за представяне на химическа молекула, като понякога се казва, че те са минимални формули. Тези формули представляват съотношението на атомите на всеки от елементите в молекулата, които са опростени до цели числа, винаги най-малките. Пример за тази формула е CH3 (метилова група), с три водородни атома и един въглероден атом.

Въпреки това, тези формули понякога могат да дадат погрешни схващания относно състава на молекулата. Това се случва, когато формулата не показва действителния брой атоми в молекулата, както при пероксида водород, чиято емпирична формула е HO, когато формулата трябва да бъде H2O2 (два атома на водорода и два от кислород). Това се случва чрез конвенция за номенклатура, тъй като и двата индекса са равни, те са опростени.

Някои съединения обаче могат да бъдат представени само с емпирични формули, тъй като са съставени от йонни мрежи. Това се случва например в обикновена сол или натриев хлорид, който е представен като NaCl, което показва, че за всеки натрий има хлор.

Молекулни формули

Тези типове формули са доста основни, те просто изразяват вида на атомите и броя на всеки, присъстващ в ковалентна молекула. Те са формули, които представят химичните елементи и числото по линеен начин (под формата на индекс. Пример за този тип формула е, когато глюкозата се нарича C6H12O6, което изразява тази глюкоза Молекулата на глюкозата се състои от шест въглеродни атома, дванадесет водородни атома и шест от кислород.

Молекулните формули са широко използвани, като понякога се казва, че те са истинските формули на молекулите. В много случаи те съвпадат с емпиричните формули, например в CO2.

Полуразработени формули

Полуразвитите формули са вид формули, подобни на молекулярните формули, тъй като те също така изразяват атомите, които съставляват молекулата и техния брой, но също така предоставя информация за химичните връзки (представени с линии между атомите) и вида на връзката между въглеродните атоми, които я образуват (ако са прости, двойни или тройки). Полуразработената формула е полезна за идентифициране на радикалите, които изграждат молекулата и нейната химическа структура (връзките между въглеродните и водородните атоми не са представени).

В случая на глюкозата, нейната полуразвита формула е CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH -CHOH - CHO и както се вижда атомите на въглерода, водорода и кислорода са същите като в молекулярната формула (съответно шест, дванадесет и шест) и всички единични връзки (глюкоза има само връзки проста). Следователно тази формула е по-сложна от молекулярната.

Полуразработените формули понякога се наричат ​​кондензирани и са може би най-широко използваният клас формули. използвани, особено в органичната химия, въпреки че не ни позволяват да наблюдаваме истинската геометрия на молекулите.

Разработена формула

Разработените формули са малко по-сложни от полуразработените. В този тип формули връзката и местоположението на всеки атом в молекулата са представени в декартова равнина, докато не бъде представено цялото съединение.

Структурна формула

Структурната формула е графично представяне на структурата на молекулата в пространството, като ни дава информация за реда и разпределението на атомите в пространството. В тази формула са показани и химичните връзки, които изграждат молекулата и дали са единични, двойни или тройни. Следователно тази формула е тази, която ни дава най-много информация за молекулата.

Тези видове формули се използват повече на професионално ниво в света на химията, тъй като позволяват да се видят много по-ясно химичните реакции или синтеза на нови молекули.

Формули на Луис

Това са сложни, много специфични и технически формули. Те са известни още като диаграми или структури на Луис и са подобни на разработените формули на молекули, но Освен това са посочени електроните, които атомите споделят във всяка химическа връзка, които варират в зависимост от валентността на атомите участващи.

В тези формули връзките между атомите са представени с линии (също показващи дали са единични, двойни или тройни) или с двойка точки. Самотните електрони или електроните, които не са общи в връзката, са представени от точки около атома, на който тя съответства.

При писане на формули понякога се прави препратка къмокислително число на елемента (често се среща в йонни съединения). Това са набор от положителни и отрицателни числа свързани с всеки елемент.

• Окислителните числа могат да се интерпретират като брой електрони че даден елемент участва в ковалентна връзка или се прехвърля в йонна връзка.
• Когато знакът за окисление над атома е отрицателен, означава, че този елемент улавя електрони и числото, което го придружава до него, е броят на уловените електрони. Следователно степента на окисление от -1 означава, че елементът улавя един електрон, -2, който улавя два и т.н.
• Когато знакът на окисление е положителен, атомът отстъпва електрон и числото, което придружава този знак, е броят на предадените електрони. По същия начин, степен на окисление от +1 означава, че той дава един електрон, +2, че дава два и т.н.

Това работи най-вече за йонни съединения, в ковалентните връзки, въпреки че тълкуването е сходно, не е същото, тъй като тези връзки споделят електрони. В тези съединения говорим за повече електроотрицателни елементи, които изтеглят повече от електронната двойка и остават с по-отрицателен заряд, в зависимост от броя на електроните, които привлича. Това може да се види в Формули на Луис.

Ако искате да знаете за какво са предназначени химичните формули, трябва да имате предвид, че това число ни позволява да получим някои информация за молекулата, каквито са:

• В клас връзка които се образуват между атомите на молекулата или съединението. Тези връзки обикновено са ковалентни, когато в тях участват неметални и йонни атоми, ако са метални и неметални връзки.
• В молекулна маса на молекулата.
• В брой атоми на всеки елемент, който изгражда молекулата. Понякога се нарича центезимален състав на молекулата.
• Масата, изразена в грама което би имало един мол от тази молекула.

В случай на йонно съединение, например натриев хлорид или готварска сол, това не е строго правилно говорим за молекули (въпреки че понякога се прави), че те са склонни да образуват големи агрегати и макромолекули. В този случай формулата на съединението ни помага да видим кои йони го образуват и в какво количество.