§4. СОСТАВЛЕНИЕ ФОРМУЛ СОЕДИНЕНИЙ

По пройденным материалам вы знаете, что атомы являются электроней- тральными частицами. Потому что количество электронов, которые враща­ются вокруг ядра, численно равно заряду ядра, точно так же, абсолютные значения положительно и отрицательно заряженных частиц, составляющих молекулу, будут равны. Поэтому и молекула электронейтральна.

Теперь попытаемся составить формулу обыкновенной поваренной соли. В состав этого вещества входят элементы натрий и хлор в виде ионов. А обра­зование этих ионов вам знакомо из предыдущего параграфа. Теперь обратим внимание на числовые значения зарядов данных ионов:

При образовании иона натрия заряд ядра превышает на единицу общее количество электронов, которые вращаются вокруг ядра.

А при образовании ионов хлора, наоборот, общее количество электро­нов становится больше на единицу, чем заряд ядра.

При написании формул бинарных (состоящих из двух элементов) соединений мы должны придерживаться такого правила:

B молекулах бинарных соединений положительно заряженная частица пишется (в основном) на первом месте, отрицательная — на втором.

B соединениях, состоящих из элементов металла и неметалла, частицы ато­мов металла всегда положительно заряжены, а неметаллы — отрицательно.

Тогда формула поваренной соли выглядит так: NaCl (хлорид натрия).

B название бинарных соединений к международному или сокращенному названию элемента добавляется окончание ид, Na₂S — сульфид натрия, SiO2 — оксид кремния (IV), Si3N4 — нитрид кремния (IV).

Далее рассмотрим составление формулы хлорида магния:

+2 -1

Mg Clх

Используя правило «нулевой суммы», составим такое уравнение:

+2 + (—1) х = 0 => х = 2, следовательно, формула вещества: MgCl₂.

I. Рассмотрим примеры составления формул и определения зарядов эле­ментов соединений по этому способу.

Пример 1. Составьте формулу оксида трехвалентного элемента.

Напишем схему формулы оксида трехвалентного элемента —

1. Как меняются неметаллические свойства элементов с начала к концу перио­да?
2. Как меняются значения радиусов атомов и металлические свойства сверху вниз по группам?
3. На чем основан метод составления формул «нулевой суммы»?

В

1. Укажите заряды в соединениях: KCl, MgO, NaCl, MgCl2.
2. Составьте формулу соединения, если заряд алюминия +3, углерода -4.
3. Объясните образование молекулы иодида калия путем отдачи и приема электронов атомами элементов.

С

1. Напишите формулы кислородных соединений данных элементов: Ca, C, S, N, P, Cl, если заряд кислорода в них -2.
2. Определите заряды атомов элементов в соединениях: MgCl2, BaI2, Na2S, ZnO, Cu2O, CuO, CaCl₂, если заряды хлора, иода — 1; серы, кислорода -2.

ДЕЛАЕМ ВЫВОДЫ

1. Электроны заселяют пространство вокруг ядра поэтапно, образуя энергетические уровни.
2. Область пространства, в которой вероятность нахождения элек­тронов максимальна, называется электронным облаком, или орбита­лью. Формы s-облаков — сферическая, а р-облаков — гантелеобразная.
3. Изображение электронов в атоме с помощью электронных обла­ков и распределение по уровням и подуровням называется электронно­графической формулой.
4. Если элемент отдает электрон, он превращается в положительно заряженную частицу, а если принимает электрон — в отрицательно за­ряженную частицу. Эти заряженные частицы называются ионами.
5. Алгебраическая сумма зарядов элементов в соединении равна нулю.

Глава II. ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ И УРАВНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

§5 РАСЧЕТЫ ПО ХИМИЧЕСКИМ ФОРМУЛАМ

По химическим формулам веществ можно производить различные рас­четы:

1. Определение численного соотношения атомов.

Для молекулы SO3 численное соотношение атомов составляет 1 : 3, а для H3PO4 — 3 : 1 : 4.

2. Определение относительной молекулярной массы вещества.

M r (H₂SO₄) = 2А r (H) + A r(S) + 4A _r (O);

M _r (H₂SO₄) = 2 • 1 + 32 + 4 • 16 = 98.

3. Расчет массы одной молекулы вещества.

Для молекулы SO3:

m _M(SO₃) = M r (SO₃) • 1,66 • 10^-27;

m _M(SO₃) = 80 • 1,66 • 10^-27 = 1,33 • 10^-27 кг.

4. Определение массовых отношений химических элементов в сложном веществе.

Для молекулы SO2 вначале записываем значения атомных масс:

A_r (O) = 16; A_r (S) = 32

m (S) : m (O) = 32 : (16 • 2) = 1 : 1.

5. Расчет массы элемента по известной массе вещества и обратная за­дача.

а) Сколько граммов меди содержится в 320 г оксида меди (II)?

6. Расчет массовой доли химического элемента в сложном веществе.

По формуле вещества можно рассчитать массовую долю каждого химиче­ского элемента, который входит в состав вещества.

Массовая доля (w) химического элемента в данном веществе равна отно­шению относительной атомной массы данного элемента, умноженной на чис­ло его атомов в молекуле, к относительной молекулярной массе вещества:

Если вещество состоит из трех элементов, для определения массовой доли третьего элемента можно определить массовые доли двух элементов, затем их сумму отнять от 100%.

6. Составление формул по соотношению масс и массовых долей элементов в молекуле.

а) Выведите формулу вещества, если соотношение масс элементов m (S) : m (о) = 2 : 3.

6. Определение соотношения чисел атомов элементов.

Поскольку в молекулах не может быть дробных чисел атомов, то делением на наименьшее значение или умножением на какое-то число превращаем дробные числа в целое число:

А

1. Определить массовые соотношения атомов элементов в сульфате меди (II) (CUSO4).

Ответ: m(Cu) : m(S) : m(O) = 2 : 1 : 2

1. Составьте формулы кислородных соединений фосфора, если известно, что соотношения чисел атомов в них 2 : 3 и 2 : 5.
2. Составьте формулы кислородных соединений углерода, зная, что соотношения чисел атомов в них 1 : 2 и 1 : 1.
3. Соотношения чисел атомов элементов следующие:

(С) : (Н) = 1 : 4; (С) : (Н) = 3 : 8; (Н) : (S) = 2 : 1;

Составьте формулы водородных соединений.

В

1. Рассчитайте массовые доли атомов элементов в оксиде меди (II) CuO.
2. Рассчитайте массовые доли элементов соединения ZnSO₄ — сульфата цинка.

Ответ: w(Zn) = 0,404; w(S) = 0,199;

w(O) = 0,397.

1. Составьте формулу нитрата серебра (I) по массовым долям элементов: w(Ag) = 63,53%; w(N) = 8,23%; w(O) = 28,24%
2. Какова формула вещества, если массовые соотношения элементов таковы: m (H) : m (S) : m (O) = 1 : 16 : 24?

C

1. Расположите формулы соединений по возрастанию массовой доли фосфора. Выберите правильный ответ.