Kaasaegsed keemiliste elementide sümbolid tõi teadusesse 1813. aastal J. Berzelius. Tema ettepaneku kohaselt tähistatakse elemente nende ladinakeelsete nimede algustähtedega. Näiteks hapnikku (Oxygenium) tähistatakse tähega O, väävlit (Sulphur) tähega S, vesinikku (Hydrogenium) tähega H. Juhtudel, kui elementide nimed algavad sama tähega, märgitakse veel üks täht. lisatud esimesele tähele. Seega on süsinik (Carboneum) sümboliga C, kaltsium (kaltsium) - Ca, vask (Cuprum) - Cu.
Keemilised sümbolid ei ole ainult elementide lühendatud nimetused: need väljendavad ka teatud koguseid (või masse), s.t. Iga sümbol tähistab kas elemendi üht aatomit või selle aatomite üht mooli või elemendi massi, mis on võrdne selle elemendi molaarmassiga (või sellega võrdeline). Näiteks C tähendab kas ühte süsinikuaatomit või ühte mooli süsinikuaatomeid või 12 massiühikut (tavaliselt 12 g) süsinikku.
Ainete valemid näitavad ka mitte ainult aine koostist, vaid ka selle kogust ja massi. Iga valem tähistab kas üht aine molekuli või ühte ainemooli või aine massi, mis on võrdne selle molaarmassiga (või sellega võrdeline). Näiteks H2O esindab kas ühte veemolekuli või ühte mooli vett või 18 massiühikut (tavaliselt (18 g) vett).
Lihtaineid tähistatakse ka valemitega, mis näitavad, kui paljudest aatomitest koosneb lihtsa aine molekul: näiteks vesiniku H 2 valem. Kui lihtaine molekuli aatomkoostis ei ole täpselt teada või aine koosneb erinevat arvu aatomeid sisaldavatest molekulidest, samuti kui sellel on pigem aatom- või metallistruktuur kui molekulaarne, tähistatakse lihtainet järgmiselt. elemendi sümbol. Näiteks lihtainet fosforit tähistatakse valemiga P, kuna sõltuvalt tingimustest võib fosfor koosneda erineva aatomite arvuga molekulidest või omada polümeerset struktuuri.
Aine valem määratakse analüüsi tulemuste põhjal. Näiteks sisaldab glükoos analüüsi kohaselt 40% (massi järgi) süsinikku, 6,72% (massi järgi) vesinikku ja 53,28% (massi järgi) hapnikku. Seetõttu on süsiniku, vesiniku ja hapniku massid vahekorras 40:6,72:53,28. Tähistagem glükoosi C x H y O z soovitud valemit, kus x, y ja z on süsiniku, vesiniku ja hapniku aatomite arv molekulis. Nende elementide aatomite massid on vastavalt 12,01; 1.01 ja 16.00 amu Seetõttu sisaldab glükoosimolekul 12,01x amu. süsinik, 1,01u amu vesinik ja 16.00zа.u.m. hapnikku. Nende masside suhe on 12,01x: 1,01y: 16,00z. Kuid me oleme selle seose juba glükoosianalüüsi andmete põhjal leidnud. Seega:
12,01x: 1,01a: 16,00z = 40:6,72:53,28.
Vastavalt proportsiooni omadustele:
x: y: z = 40/12.01:6.72/1.01:53.28/16.00
või x:y:z = 3,33:6,65:3,33 = 1:2:1.
Seetõttu on glükoosimolekulis kaks vesinikuaatomit ja üks hapnikuaatom süsinikuaatomi kohta. See tingimus on täidetud valemitega CH 2 O, C 2 H 4 O 2, C 3 H 6 O 3 jne. Esimest neist valemist - CH 2 O - nimetatakse lihtsaimaks või empiiriliseks valemiks; selle molekulmass on 30,02. Tõelise ehk molekulaarvalemi väljaselgitamiseks on vaja teada antud aine molekulmassi. Kuumutamisel hävib glükoos gaasiks muutumata. Kuid selle molekulmassi saab määrata ka muude meetoditega: see on võrdne 180-ga. Selle molekulmassi võrdlemisel kõige lihtsamale valemile vastava molekulmassiga on selge, et valem C 6 H 12 O 6 vastab glükoosile.
Seega on keemiline valem aine koostise kujutis, kasutades keemiliste elementide sümboleid, arvulisi indekseid ja mõningaid muid märke. Eristatakse järgmist tüüpi valemeid:
— kõige lihtsam , mis saadakse eksperimentaalselt, määrates molekulis keemiliste elementide suhte ja kasutades nende suhteliste aatommasside väärtusi (vt näide ülalt);
— molekulaarne , mille saab saada aine lihtsaimat valemit ja selle molekulmassi teades (vt ülaltoodud näidet);
— ratsionaalne , mis kuvab keemiliste elementide klassidele iseloomulikke aatomirühmi (R-OH - alkoholid, R - COOH - karboksüülhapped, R - NH 2 - primaarsed amiinid jne);
— struktuurne (graafiline) , mis näitab aatomite suhtelist paigutust molekulis (võib olla kahemõõtmeline (tasapinnas) või kolmemõõtmeline (ruumis));
— elektrooniline, mis kuvab elektronide jaotust orbitaalidel (kirjutatud ainult keemiliste elementide, mitte molekulide jaoks).
Vaatame lähemalt etüülalkoholi molekuli näidet:
NÄIDE 1
| Harjutus | 13,8 g kaaluva hapnikku sisaldava orgaanilise aine täielikul põlemisel saadi 26,4 g süsinikdioksiidi ja 16,2 g vett. Leidke aine molekulvalem, kui selle aurude suhteline tihedus vesiniku suhtes on 23. |
| Lahendus | Koostame orgaanilise ühendi põlemisreaktsiooni diagrammi, tähistades süsiniku, vesiniku ja hapniku aatomite arvu vastavalt "x", "y" ja "z": C x H y O z + O z → CO 2 + H 2 O. Määrame selle aine moodustavate elementide massid. Suhteliste aatommasside väärtused on võetud D.I. perioodilisest tabelist. Mendelejev, ümardada täisarvudeni: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu. m(C) = n(C) x M(C) = n(CO2) x M(C) = x M(C); m(H) = n(H) x M(H) = 2 x n(H20) x M(H) = x M(H); Arvutame süsihappegaasi ja vee molaarmassid. Nagu teada, on molekuli molaarmass võrdne molekuli moodustavate aatomite suhteliste aatommasside summaga (M = Mr): M(CO2) = Ar(C) + 2 × Ar(O) = 12+ 2 × 16 = 12 + 32 = 44 g/mol; M(H20) = 2 × Ar (H) + Ar (O) = 2 × 1 + 16 = 2 + 16 = 18 g/mol. m(C) = x12 = 7,2 g; m(H) = 2 × 16,2 / 18 × 1 = 1,8 g. m(O) = m(C x HyOz) - m(C) - m(H) = 13,8 - 7,2 - 1,8 = 4,8 g. Määrame ühendi keemilise valemi: 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. See tähendab, et ühendi lihtsaim valem on C 2 H 6 O ja molaarmass on 46 g/mol. Orgaanilise aine molaarmassi saab määrata selle vesiniku tiheduse abil: M aine = M(H2) × D(H2) ; M aine = 2 × 23 = 46 g/mol. M aine / M(C2H6O) = 46/46 = 1. See tähendab, et orgaanilise ühendi valem on C2H6O. |
| Vastus | C2H6O |
NÄIDE 2
| Harjutus | Fosfori massiosa ühes selle oksiidis on 56,4%. Oksiidi auru tihedus õhus on 7,59. Määrake oksiidi molekulvalem. |
| Lahendus | Elemendi X massiosa koostisega NX molekulis arvutatakse järgmise valemi abil: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Arvutame hapniku massiosa ühendis: ω(O) = 100% - ω(P) = 100% - 56,4% = 43,6%. Tähistagem ühendis sisalduvate elementide moolide arvu “x” (fosfor), “y” (hapnik). Seejärel näeb molaarsuhe välja selline (D.I. Mendelejevi perioodilisest tabelist võetud suhteliste aatommasside väärtused ümardatakse täisarvudeks): 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. See tähendab, et fosfori ja hapniku ühendamise lihtsaim valem on P 2 O 3 ja molaarmass on 94 g/mol. Orgaanilise aine molaarmassi saab määrata selle õhutiheduse abil: M aine = M õhk × D õhk; M aine = 29 × 7,59 = 220 g/mol. Orgaanilise ühendi tõelise valemi leidmiseks leiame saadud molaarmasside suhte: M aine / M (P 2 O 3) = 220 / 94 = 2. See tähendab, et fosfori ja hapniku aatomite indeksid peaksid olema 2 korda suuremad, s.o. aine valem on P 4 O 6. |
| Vastus | P4O6 |
mitu põhimõistet ja valemit.
Kõikidel ainetel on erinev mass, tihedus ja maht. Ühest elemendist pärit metallitükk võib kaaluda kordades rohkem kui täpselt sama suur tükk teisest metallist.
Sünnimärk(moolide arv)
määramine: sünnimärk, rahvusvaheline: mol– aine koguse mõõtühik. Vastab sisalduva aine kogusele N.A. osakesed (molekulid, aatomid, ioonid) Seetõttu võeti kasutusele universaalne kogus - moolide arv.Ülesannetes sageli esinev fraas on "saanud... aine mool"
N.A.= 6,02 1023
N.A.- Avogadro number. Ka “number kokkuleppel”. Mitu aatomit on pliiatsi otsas? Umbes tuhat. Selliste kogustega pole mugav opereerida. Seetõttu leppisid keemikud ja füüsikud üle kogu maailma kokku – nimetagem 6,02 × 1023 osakest (aatomit, molekuli, iooni) 1 mutt ained.
1 mool = 6,02 1023 osakest
See oli ülesannete lahendamise põhivalemitest esimene.
Aine molaarmass
Molaarmass aine on ühe mass aine mool.
Tähistatakse kui hr. See leitakse perioodilisuse tabeli järgi - see on lihtsalt aine aatommasside summa.
Näiteks antakse meile väävelhapet - H2SO4. Arvutame aine molaarmassi: aatommass H = 1, S-32, O-16.
Mr(H2SO4)=1 2+32+16 4=98 g/mol.
Teine vajalik valem probleemide lahendamiseks on
aine massi valem:
See tähendab, et aine massi leidmiseks peate teadma moolide arvu (n) ja molaarmassi leiame perioodilisest tabelist.
Massi jäävuse seadus - Keemilises reaktsioonis osalevate ainete mass on alati võrdne tekkivate ainete massiga.
Kui teame reageerinud ainete massi(d), saame leida selle reaktsiooni saaduste massi(d). Ja vastupidi.
Kolmas keemiaülesannete lahendamise valem on
aine maht:
Kahjuks see pilt ei vasta meie juhistele. Avaldamise jätkamiseks kustutage pilt või laadige üles uus.Kust tuli number 22,4? Alates Avogadro seadus:
võrdsed kogused erinevaid gaase, mis on võetud samal temperatuuril ja rõhul, sisaldavad sama arvu molekule.
Avogadro seaduse kohaselt on 1 moolil ideaalsel gaasil normaaltingimustes (n.s.) sama maht Vm= 22.413 996(39) l
See tähendab, et kui ülesandes on meile antud normaaltingimused, siis moolide arvu (n) teades leiame aine mahu.
Niisiis, põhivalemid ülesannete lahendamiseks keemias
Avogadro numberN.A.
6,02 1023 osakest
Aine kogus n (mol)
n = V\22,4 (l\mol)
Aine mass m (g)
Aine maht V(l)
V = n 22,4 (l\mol)
Kahjuks see pilt ei vasta meie juhistele. Avaldamise jätkamiseks kustutage pilt või laadige üles uus.Need on valemid. Tihtipeale tuleb ülesannete lahendamiseks esmalt kirjutada reaktsioonivõrrand ja (nõutav!) korraldada koefitsiendid – nende suhe määrab protsessis moolide suhte.
Märksõnad: Keemia 8. klass. Kõik valemid ja määratlused, füüsikaliste suuruste tähised, mõõtühikud, eesliited mõõtühikute tähistamiseks, ühikutevahelised seosed, keemilised valemid, põhimõisted, lühidalt, tabelid, diagrammid.
| Füüsiline kogus | Määramine | Üksus |
| Aeg | t | Koos |
| Surve | lk | Pa, kPa |
| Aine kogus | ν | sünnimärk |
| Aine mass | m | kg, g |
| Massiosa | ω | Mõõtmeteta |
| Molaarmass | M | kg/mol, g/mol |
| Molaarne maht | Vn | m3/mol, l/mol |
| Aine maht | V | m 3, l |
| Mahuosa | Mõõtmeteta | |
| Suhteline aatommass | A r | Mõõtmeteta |
| härra | Mõõtmeteta | |
| Gaasi A ja gaasi B suhteline tihedus | D B (A) | Mõõtmeteta |
| Aine tihedus | R | kg/m3, g/cm3, g/ml |
| Avogadro konstant | N A | 1/mol |
| Absoluutne temperatuur | T | K (Kelvin) |
| Temperatuur Celsiuse kraadides | t | °C (Celsiuse kraadid) |
| Keemilise reaktsiooni termiline mõju | K | kJ/mol |
ATOM-MOLEKULAARÕPETUS
1. On molekulaarse ja mittemolekulaarse struktuuriga aineid.
2. Molekulide vahel on tühimikud, mille suurused sõltuvad aine agregatsiooniseisundist ja temperatuurist.
3. Molekulid on pidevas liikumises.
4. Molekulid koosnevad aatomitest.
6. Aatomeid iseloomustab teatud mass ja suurus.
Füüsikaliste nähtuste käigus molekulid säilivad, keemiliste nähtuste käigus need reeglina hävivad. Aatomid paiknevad keemiliste nähtuste käigus ümber, moodustades uute ainete molekule.
AINE PÜSIKOOSTISE SEADUS
Igal keemiliselt puhtal molekulaarstruktuuriga ainel, olenemata valmistamismeetodist, on konstantne kvalitatiivne ja kvantitatiivne koostis.
VALENTS
Valents on keemilise elemendi aatomi omadus kinnitada või asendada teatud arv teise elemendi aatomeid.
KEEMILINE REAKTSIOON
Keemiline reaktsioon on nähtus, mille tulemusena ühest ainest tekivad teised ained. Reagendid on ained, mis osalevad keemilises reaktsioonis. Reaktsiooniproduktid on reaktsiooni tulemusena tekkinud ained.
Keemiliste reaktsioonide märgid:
1. Soojuse (valguse) eraldumine.
2. Värvi muutus.
3. Ilmub lõhn.
4. Setete teke.
5. Gaasi vabastamine.
