§ 13. Хімічні формули речовин

ЩО РОЗУМІЮТЬ ПІД ХІМІЧНОЮ ФОРМУЛОЮ РЕЧОВИНИ? Описуючи речовину молекулярної будови, зазначають, атоми яких елементів та в якій кількості увійшли до складу її молекул. Наприклад: молекула кисню складається з двох атомів Оксигену; до складу молекули води увійшли три атоми — два атоми Гідрогену та один атом Оксигену.

Зазначений склад молекул кисню та води передають такими короткими записами: О₂ (вимовляють «о-два») та Н₂O (вимовляють «аш-два-о»). В обох записах цифра 2 вказує на кількість у молекулі атомів хімічного елемента, після символу якого вона записана. Ці арабські цифри, що записані нижче лінії рядка після символу хімічного елемента, називають індексами. Індекс 1 не пишуть.

• Умовне позначення складу речовини за допомогою символів хімічних елементів та індексів дістало назву хімічна формула.

Уважно розгляньте зображені на малюнку 53 моделі молекул речовин та їх хімічні формули.

Мал. 53. Моделі молекул водню, води, кисню та їх формули

Для речовин, утворених із молекул, хімічні формули передають склад однієї молекули. Так, хімічна формула ортофосфатної кислоти Н₃РО₄ свідчить, що молекула складається з трьох атомів Гідрогену, одного Фосфору і чотирьох — Оксигену (мал. 54).

Мал. 54. Хімічна формула ортофосфатної кислоти передає склад її молекули

Але не всі речовини складаються з молекул. Так, залізо, алюміній, вуглець складаються з атомів. Склад цих речовин передають записом символу хімічного елемента без індексів — Fe, Al, С. Вимовляють формули цих речовин, як назви символів хімічних елементів: «ферум», «алюміній», «це».

Немає молекул і в натрій хлориду (кухонної солі). Тоді що вона означає? Формула NaCl указує на співвідношення атомів Натрію й Хлору, з яких утворилися структурні частинки цієї речовини. З формули бачимо, що воно становить 1:1. Отож немає значення, яка порція кухонної солі розглядається — кілька грамів чи ціла тонна — співвідношення Натрію та Хлору залишається в ній незмінним 1:1.

Поміркуйте. Речовина немолекулярної будови алюміній оксид має хімічну формулу Аl₂О₃. Яке співвідношення атомів передає ця формула?

ПРАВИЛА ВИМОВИ ХІМІЧНИХ ФОРМУЛ. Недостатньо лише писати хімічні формули. Їх треба вміти читати. Як читати формули кисню й води, ми вже розглянули. Потренуємося на прикладі інших хімічних формул та сформулюємо загальні правіша. Формулу H₃PО₄ вимовляють: «аш-три-пе-о-чотири»; NaHCO₃— «натрій-аш-це-о-три»; K₂SO₄ — «калій-два-ес-о-чотири».

Як бачимо, правила вимови хімічних формул такі:

• виголошуються назви хімічних елементів у послідовності запису їх символів у хімічній формулі;
• після назви кожного елемента називають число, яким позначено індекс, якщо він є.

Не менш важливо вміти за вимовою (так би мовити з голосу) записувати хімічну формулу речовини. Наприклад, формулу, що вимовляють «ферум-два-о-три», складають у такій послідовності:

1) пишуть символ Феруму — Fe;

3) дописують символ Оксигену — Fe₂O;

4) записують індекс 3 — Fе₂О₃.

Напишіть формулу, яку вимовляють «е-два-о-п’ять».

За хімічними формулами легко описувати якісний і кількісний склад речовин.

Якісний склад указує, з атомів яких хімічних елементів утворилася речовина, кількісний — скільки атомів кожного хімічного елемента у формулі речовини.

Розглянемо склад молекули сульфатної кислоти, формула якої H₂SO₄. Її якісний склад це елементи Гідроген, Сульфур, Оксиген. Кількісний склад 2 атоми Гідрогену, 1 атом Сульфуру, 4 атоми Оксигену.

Скарбничка ерудита

Крім розглянутих прикладів хімічних формул, існують також формули з так званими вторинними індексами. Розглянемо приклад. Речовина алюміній сульфат має формулу Al₂(SO₄)₃. У наведеній формулі індекс 2 стосується лише хімічного елемента Алюмінію, а індекс 4 — лише Оксигену. Назвемо такі індекси первинними. Індекс 3 винесено за круглі дужки. Тому він належить до обох хімічних елементів, записаних у круглих дужках. Назвемо його вторинним індексом. Отже, формула Al₂(SO₄)₃ передає такий кількісний склад речовини: 2 атоми Алюмінію, 3 атоми (1 • 3 = 3) Сульфуру, 12 атомів (4 • 3 = 12) Оксигену. Вторинні індекси вимовляють так: двічі тричі Отже, запис Al₂(SO4)₃ читають як «алюміній-два-ес-о-чотири-тричі».

Поміркуйте, який кількісний склад речовини з хімічною формулою Fe(NO₃)₃, прочитайте формулу згідно із правилами вимови.

1. Дайте визначення хімічної формули.

2. Поясніть значення індексів у хімічних формулах.

3. Що ви розумієте під якісним та кількісним складом речовини? Поясніть на прикладі.

4. Потренуйтеся в читанні хімічних формул: SO₂, H2SiO₃, ΝΗ₃, P₂O₅, FePO₄, запишіть, як їх вимовляють, у робочий зошит.

5. Заповніть таблицю інформацією про речовини, якої не вистачає.

Хімічна формула

Якісний склад

Кількісний склад

2. Молекули

Молекули — найдрібніші частинки речовини, здатні існувати самостійно, що є носіями хімічних властивостей речовин.

Молекули води і гідроген пероксиду складаються з атомів Гідрогену і Оксигену, а молекула вуглекислого газу — з атомів Карбону і Оксигену.

Кількісний склад показує, скільки атомів кожного виду міститься в молекулі.

Молекула води складається з двох атомів Гідрогену і одного атому Оксигену, а молекула пероксиду водню — з двох атомів Гідрогену і двох атомів Оксигену.

В інертних газах гелію, неону, аргону, криптону, ксенону, радону молекули одноатомні .

Молекула етилового спирту містить \(2\) атоми Карбону, \(6\) атомів Гідрогену і \(1\) атом Оксигену, а молекула цукру — \(12\) атомів Карбону, \(22\) атоми Гідрогену і \(11\) атомів Оксигену.

Хімічні властивості молекули визначаються тим, скільки і яких атомів у ній міститься, а також в якому порядку вони з’єднані між собою.

Молекули кисню і озону відрізняються тільки кількісним складом. Кисень — газ без запаху, необхідний живим організмам для дихання. Озон має запах, може викликати отруєння.