Was sind CHEMISCHE FORMELN und wozu dienen sie [ZUSAMMENFASSUNG + VIDEOS]

Obwohl es nicht scheint, die chemischen Elemente des Periodensystems Sie umgeben uns von allen Seiten. Sie kommen jedoch oft nicht einzeln vor, sondern bilden Moleküle oder Makromoleküle verschiedener chemischer Elemente. Chemische Formeln sind der grafische Ausdruck dieser Verbindungen und werden verwendet, um ihre Nomenklatur zu standardisieren. In dieser Lektion von einem LEHRER werden wir sehen Was sind chemische Formeln und wozu dienen sie?. Begleiten Sie uns, um mehr zu erfahren!

Die chemische Formeln sind ein grafischer Ausdruck der Elemente, aus denen die Chemische Komponenten.

Diese chemischen Formeln sind nicht willkürlich, sondern folgen einigen strenge Regeln der chemischen Nomenklatur, erstellt von der IUPAC (Internationale Union für Reine und Angewandte Chemie).

Chemische Formeln geben uns auch Auskunft über die Elemente, aus denen ein Molekül besteht, so sagt es uns zum Beispiel die Anzahl und die jeweiligen Anteile jedes der Atome, aus denen es besteht, und manchmal sogar die Art von Chemische Bindung die zwischen diesen Elementen existiert.

Jedes existierende Molekül oder Makromolekül entspricht seiner chemischen Formel, jedoch gibt es verschiedene Arten von Formeln. Jeder dieser Typen gibt uns unterschiedliche Informationen über das Molekül, aber sie alle helfen uns, seine chemischer Natur und es hilft uns zu verstehen, was bei chemischen Reaktionen passiert und wie sich eine Verbindung in andere umwandeln kann.

Um diese chemische Nomenklatur zu verstehen, sind jedoch gewisse Kenntnisse in der Chemie erforderlich, da sie einer ziemlich spezialisierten Fachsprache gehorchen.

Die chemische Formeln werden vertreten durch die Vereinigung chemischer Symbole, mit dem entsprechenden Buchstaben jedes Atoms, wie es in der Periodensystem, und tiefgestellte Zahlen, die die Anzahl dieser Zahlen darstellen Atome im Molekül

Innerhalb der Chemie (sowohl organisch als auch anorganisch) gibt es bestimmte Fragmente oder Verbindungen, die zeigen ein gewisses Wiederauftreten sowohl strukturell als auch funktionell und werden durch Namen identifiziert Spezifisch. Wenn diese Fragmente freie Elektronen haben, die nicht geteilt werden, werden sie Radikale genannt und sind instabile, hochreaktive Verbindungen mit einer kurzen Halbwertszeit.

Beispiele für Radikale sind Methylgruppen CH3, Nitratgruppen NO3, Hydroxylgruppen OH- oder der Rest Cl-. Sie werden jedoch als funktionelle Gruppen bezeichnet, wenn es sich um Atome oder Atomgruppen handelt, die an eine Kette gebunden sind Kohlendioxid (mit verschiedenen Kohlenstoffen) und die für die Reaktivität und die chemischen Eigenschaften von Moleküle.

Diese Gruppen sind in der organischen Chemie besonders wichtig (menschliche Biomoleküle bestehen im Wesentlichen aus Kohlenstoff und Wasserstoff). Einige Beispiele für Funktionsgruppen sind die Carbonylgruppe = C = O oder die Carboxylgruppe -COOH.

Wie wir sagten, Es gibt verschiedene Arten von chemischen Formeln. Jede dieser Formeln gibt uns eine andere Art von Information über die Moleküle und daher sie dient einem bestimmten Ziel, ohne dass eine Formel allgemein besser oder schlechter wäre als eine andere.

Die Klassen chemischer Formeln, die wir unterscheiden, sind:

Empirische Formeln

Empirische Formeln sind die einfachsten Formeln, um ein chemisches Molekül darzustellen. Manchmal sagen sie, dass es sich um Minimalformeln handelt. Diese Formeln stellen den Anteil der Atome jedes der Elemente im Molekül dar, die auf ganze Zahlen vereinfacht werden, immer die kleinsten. Ein Beispiel für diese Formel ist CH3 (Methylgruppe) mit drei Wasserstoffatomen und einem Kohlenstoffatom.

Diese Formeln können jedoch manchmal zu Missverständnissen über die Zusammensetzung des Moleküls führen. Dies tritt auf, wenn die Formel nicht die tatsächliche Anzahl der Atome im Molekül angibt, wie bei Peroxid Wasserstoff, dessen empirische Formel HO ist, wenn die Formel H2O2 sein sollte (zwei Wasserstoffatome und zwei Sauerstoff). Dies geschieht also durch eine Nomenklaturkonvention, da beide Indizes gleich sind, werden sie vereinfacht.

Einige Verbindungen lassen sich jedoch nur durch empirische Formeln darstellen, da sie aus Ionennetzwerken bestehen. Dies geschieht beispielsweise bei Kochsalz oder Natriumchlorid, das als NaCl dargestellt wird, was anzeigt, dass für jedes Natrium ein Chlor vorhanden ist.

Molekülformeln

Diese Arten von Formeln sind ziemlich einfach, sie drücken einfach die Art der Atome und deren Anzahl aus, die in einem kovalenten Molekül vorhanden sind. Es handelt sich um Formeln, die die chemischen Elemente und die Zahl linear darstellen (in Form eines Indexes. Ein Beispiel für diese Art von Formel ist, wenn Glukose C6H12O6 genannt wird, was ausdrückt, dass Glukose Glukosemolekül besteht aus sechs Kohlenstoffatomen, zwölf Wasserstoffatomen und sechs von Sauerstoff.

Molekülformeln sind weit verbreitet und sagen manchmal, dass sie die wahren Formeln von Molekülen sind. In vielen Fällen stimmen sie mit den empirischen Formeln überein, beispielsweise beim CO2.

Halbentwickelte Formeln

Halbentwickelte Formeln sind eine Art von Formeln, die den Molekülformeln ähnlich sind, da sie auch die Atome, aus denen das Molekül besteht, und ihre Anzahl ausdrücken, aber auch liefern Informationen über chemische Bindungen (dargestellt durch Linien zwischen Atomen) und die Art der Bindung zwischen den Kohlenstoffatomen, die sie bilden (wenn es sich um einfache, doppelte oder Dreier). Die halbentwickelte Formel ist nützlich, um die Radikale, aus denen das Molekül besteht, und seine chemische Struktur zu identifizieren (die Bindungen zwischen den Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen sind nicht dargestellt).

Im Fall von Glucose lautet die halbentwickelte Formel CH2OH - CHOH - CHOH - CHOH -CHOH - CHO und wie man sieht, sind die Atome von Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff sind die gleichen wie in der Summenformel (sechs, zwölf bzw. sechs) und alle Einfachbindungen (Glukose hat nur Bindungen einfach). Diese Formel ist daher eine komplexere Formel als die Summenformel.

Halbentwickelte Formeln werden manchmal als kondensiert bezeichnet und sind vielleicht die am weitesten verbreitete Klasse von Formeln. insbesondere in der organischen Chemie verwendet, obwohl sie uns nicht erlauben, die reale Geometrie der Moleküle zu beobachten.

Entwickelte Formel

Die entwickelten Formeln sind etwas komplexer als die halbentwickelten. Bei dieser Art von Formeln werden die Bindung und die Position jedes Atoms im Molekül in einer kartesischen Ebene dargestellt, bis die gesamte Verbindung dargestellt ist.

Strukturformel

Die Strukturformel ist eine grafische Darstellung der Struktur des Moleküls im Raum und gibt uns Aufschluss über die Ordnung und Verteilung der Atome im Raum. In dieser Formel werden auch die chemischen Bindungen angezeigt, aus denen das Molekül besteht, und zwar einfach, doppelt oder dreifach. Diese Formel ist daher diejenige, die uns die meisten Informationen über das Molekül gibt.

Diese Art von Formeln werden eher auf professionellem Niveau in der Welt der Chemie verwendet, da sie es ermöglichen, die chemischen Reaktionen oder die Synthese neuer Moleküle viel klarer zu sehen.

Lewis-Formeln

Dies sind komplexe, sehr spezifische und technische Formeln. Sie werden auch als Lewis-Diagramme oder -Strukturen bezeichnet und ähneln den entwickelten Formeln von Molekülen, aber Außerdem sind die Elektronen angegeben, die die Atome in jeder chemischen Bindung teilen, die mit der Wertigkeit der Atome variieren beteiligt.

In diesen Formeln werden die Bindungen zwischen Atomen durch Linien (die auch angeben, ob sie einfach, doppelt oder dreifach sind) oder mit einem Punktpaar dargestellt. Die einzelnen Elektronen oder Elektronen, die nicht an der Bindung beteiligt sind, werden durch Punkte um das Atom herum dargestellt, dem sie entsprechen.

Beim Schreiben von Formeln wird manchmal auf dieOxidationszahl des Elements (es ist bei ionischen Verbindungen häufig). Dies sind eine Reihe von positiven und negativen Zahlen, die gehen mit jedem Element verbunden.

• Die Oxidationszahlen lassen sich als Anzahl der Elektronen dass ein Element eine kovalente Bindung teilt oder eine ionische Bindung überträgt.
• Wenn das Oxidationszeichen über dem Atom ist Negativ, bedeutet, dass dieses Element Elektronen einfängt und die Zahl, die es daneben begleitet, die Anzahl der eingefangenen Elektronen ist. Daher bedeutet ein Oxidationszustand von -1, dass das Element ein Elektron aufnimmt, -2, das zwei aufnimmt, und so weiter.
• Wenn das Oxidationszeichen ist positiv, gibt das Atom ein Elektron ab und die Zahl, die dieses Zeichen begleitet, ist die Zahl der abgegebenen Elektronen. In ähnlicher Weise bedeutet eine Oxidationsstufe von +1, dass sie ein Elektron ergibt, +2, dass sie zwei ergibt, und so weiter.

Das funktioniert meistens für ionische Verbindungen, in kovalenten Bindungen, obwohl die Interpretation ähnlich ist, ist sie nicht dieselbe, da diese Bindungen Elektronen teilen. In diesen Verbindungen spricht man von elektronegativeren Elementen, die je nach Anzahl der angezogenen Elektronen mehr vom Elektronenpaar ziehen und eine negativere Ladung haben. Dies ist in der zu sehen Lewis-Formeln.

Wenn Sie wissen möchten, wofür chemische Formeln stehen, müssen Sie berücksichtigen, dass wir mit dieser Nummer einige erhalten können Molekülinformationen, so wie sie sind:

• Die Linkklasse die zwischen den Atomen des Moleküls oder der Verbindung gebildet werden. Diese Bindungen sind normalerweise kovalent, wenn nichtmetallische und ionische Atome daran beteiligt sind, wenn es sich um metallische und nichtmetallische Bindungen handelt.
• Die molekulare Masse des Moleküls.
• Die Anzahl der Atome jedes Elements, aus dem das Molekül besteht. Es wird manchmal als die zentesimale Zusammensetzung des Moleküls bezeichnet.
• Die Masse ausgedrückt in Gramm das hätte ein Mol dieses Moleküls.

Bei einer ionischen Verbindung, zum Beispiel Natriumchlorid oder Kochsalz, ist es nicht ganz richtig über Moleküle sprechen (obwohl es manchmal so ist), dass diese dazu neigen, große Aggregate zu bilden und Makromoleküle. In diesem Fall hilft uns die Formel der Verbindung zu sehen, welche Ionen sie in welcher Menge bilden.