Hur man skapar strukturformlerna för syrehaltiga syror. Strukturformler för syror. Introduktion till kväve. Aminer

När formlerna för ämnen avbildas grafiskt, indikeras sekvensen av arrangemang av atomer i molekylen med hjälp av de så kallade valensslagen (termen "valensslag" föreslogs 1858 av A. Cooper för att beteckna de kemiska krafterna för atomers sammanhållning ), annars kallad en valenslinje (varje valenslinje, eller valensprimtal, ekvivalent med ett par elektroner i kovalenta föreningar eller en elektron involverad i bildandet av en jonbindning). Grafiska representationer av formler misstas ofta av misstag för strukturformler, som endast är acceptabla för föreningar med en kovalent bindning och visar det relativa arrangemanget av atomer i en molekyl.

Ja, formelnNa-CLär inte strukturell, eftersom NaCI är en jonisk förening; det finns inga molekyler i dess kristallgitter (molekyler NаСLexisterar endast i gasfasen). Vid noderna av kristallgittret NaCI är joner och var och en Na+ omges av sex kloridjoner. Detta är en grafisk representation av formeln för ett ämne, som visar att natriumjoner inte är bundna till varandra, utan till kloridjoner. Kloridjoner kombineras inte med varandra;

Låt oss visa detta med exempel. Mentalt "delar" vi först ett pappersark i flera kolumner och utför åtgärder enligt algoritmer för att grafiskt avbilda formlerna för oxider, baser, syror och salter i följande ordning.

Grafisk representation av oxidformler (till exempel A l 2 O 3 )

III II

1. Bestäm valensen av atomer av grundämnen i A l 2 O 3

2. Skriv ner det kemiska tecken metallatomer i första hand (första kolumnen). Om det finns mer än en metallatom, så skriver vi det i en kolumn och anger valensen (antalet bindningar mellan atomer) med valensslag

H. Den andra platsen (kolumnen), också i en kolumn, upptas av syreatomernas kemiska tecken, och varje syreatom måste ha två valensslag, eftersom syre är tvåvärt

ll ll l

Grafisk representation av basformler(Till exempel F e(OH) 3)

1. Bestäm valensen av grundämnens atomer Fe(OH) 3

2. I första hand (första kolumnen) skriver vi de kemiska symbolerna för metallatomerna, som anger deras valens F e

H. Den andra platsen (kolumnen) upptas av de kemiska tecknen på syreatomer, som är fästa med en bindning till metallatomen, den andra bindningen är fortfarande "fri"

4. Den tredje platsen (kolumnen) upptas av de kemiska tecknen på väteatomer som förenar sig med syreatomernas "fria" valens

Grafisk representation av syraformler (till exempel H 2 SÅ 4 )

lVlll

1. Bestäm valensen av atomer i grundämnena H 2 SÅ 4 .

2. I första hand (första kolumnen) skriver vi de kemiska tecknen för väteatomer i en kolumn med beteckningen valens

N—

N—

H. Den andra platsen (kolumnen) upptas av syreatomer, som förenar en väteatom med en valensbindning, medan den andra valensen för varje syreatom fortfarande är "fri"

MEN -

MEN -

4. Den tredje platsen (kolumnen) upptas av de syrabildande atomernas kemiska tecken med beteckningen valens

5. Syreatomer läggs till de "fria" valenserna av den syrabildande atomen enligt valensregeln

Grafisk representation av saltformler

Medelstora salter (Till exempel,Fe 2 SÅ 4 ) 3) I medelsalter ersätts alla väteatomer i syran med metallatomer, därför, när man grafiskt visar deras formler, upptas första platsen (första kolumnen) av metallatomernas kemiska tecken med beteckningen valens , och sedan - som i syror, det vill säga den andra platsen (kolumnen) som upptas av de kemiska tecknen för syreatomerna, den tredje platsen (kolumnen) är de kemiska tecknen för de syrabildande atomerna, det finns tre av dem och de är bundna till sex syreatomer. Syreatomer läggs till de "fria" valenserna av syrabildaren enligt valensregeln

Syra salter ( till exempel, Ba(H 2 P.O. 4 ) 2) Syrasalter kan betraktas som produkter av partiell ersättning av väteatomer i en syra med metallatomer, därför skrivs de kemiska tecknen för metall- och väteatomerna med valensbeteckningen vid sammanställning av grafiska formler för sura salter i första platsen (första kolumnen)

N—

N—

Va =

N—

N—

Den andra platsen (kolumnen) upptas av de kemiska tecknen på syreatomer

Tja, för att slutföra vår bekantskap med alkoholer, kommer jag också att ge formeln för ett annat välkänt ämne - kolesterol. Alla vet inte att det är en envärd alkohol!

|`/`\\`|<`|w>`\`/|<`/w$color(red)HO$color()>\/`|0/`|/\<`|w>|_q_q_q<-dH>:a_q|0<|dH>`/<`|wH>`\|dH; #a_(A-72)<_(A-120,d+)>-/-/<->`\

Jag markerade hydroxylgruppen i den med rött.

Karboxylsyror

Alla vinmakare vet att vin ska förvaras utan tillgång till luft. Annars blir det surt. Men kemister vet orsaken - om du lägger till ytterligare en syreatom till en alkohol får du en syra.
Låt oss titta på formlerna för syror som erhålls från alkoholer som redan är bekanta för oss:

Ämne			Skelettformel	Grov formel
Metansyra (myrsyra)	H/C`|O|\OH	HCOOH	O//\OH
Etansyra (ättiksyra)	H-C-C\ÅH; H|#C|H	CH3-COOH	/`|O|\OH
Propansyra (metylättiksyra)	H-C-C-C\ÅH; H|#2|H; H|#3|H	CH3-CH2-COOH	\/`|O|\OH
Butansyra (Smörsyra)	H-C-C-C-C\ÅH; H|#2|H; H|#3|H; H|#4|H	CH3-CH2-CH2-COOH	/\/`|O|\OH
Generaliserad formel	(R)-C\ÅH	(R)-COOH eller (R)-CO2H	(R)/`|O|\OH

En utmärkande egenskap hos organiska syror är närvaron av en karboxylgrupp (COOH), vilket ger sådana ämnen sura egenskaper.

Alla som provat vinäger vet att det är väldigt surt. Anledningen till detta är närvaron av ättiksyra i den. Vanligtvis innehåller bordsvinäger mellan 3 och 15 % ättiksyra, med resten (för det mesta) vatten. Konsumtion av ättiksyra i outspädd form utgör en fara för liv.

Karboxylsyror kan ha flera karboxylgrupper. I e isåfall de heter: tvåbasisk, tribasic etc...

Livsmedelsprodukter innehåller många andra organiska syror. Här är bara några av dem:

Namnet på dessa syror motsvarar de livsmedel som de ingår i. Observera förresten att här finns syror som också har en hydroxylgrupp, karakteristisk för alkoholer. Sådana ämnen kallas hydroxikarboxylsyror(eller hydroxisyror).
Längst ner, under var och en av syrorna, finns en skylt som anger namnet på gruppen av organiska ämnen som den tillhör.

Radikaler

Radikaler är ett annat begrepp som har påverkat kemiska formler. Ordet i sig är säkert känt för alla, men inom kemin har radikaler ingenting gemensamt med politiker, rebeller och andra medborgare med en aktiv ställning.
Här är dessa bara fragment av molekyler. Och nu ska vi ta reda på vad som gör dem speciella och bekanta oss med ett nytt sätt att skriva kemiska formler.

Generaliserade formler har redan nämnts flera gånger i texten: alkoholer - (R)-OH och karboxylsyror - (R)-COOH. Låt mig påminna dig om att -OH och -COOH är funktionella grupper. Men R är radikal. Det är inte för inte som han avbildas som bokstaven R.

För att vara mer specifik är en monovalent radikal en del av en molekyl som saknar en väteatom. Tja, om du subtraherar två väteatomer får du en tvåvärd radikal.

Radikaler inom kemin fick sina egna namn. Några av dem fick till och med latinska beteckningar som liknade beteckningarna för elementen. Och dessutom, ibland i formler kan radikaler anges i förkortad form, som mer påminner om grova formler.
Allt detta visas i följande tabell.

namn	Strukturformel	Beteckning	Kort formel	Exempel på alkohol
Metyl	CH3-()	Mig	CH3	(Mig)-OH	CH3OH
Etyl	CH3-CH2-()	Et	C2H5	(Et)-OH	C2H5OH
Jag skär igenom	CH3-CH2-CH2-()	Pr	C3H7	(Pr)-OH	C3H7OH
Isopropyl	H3C\CH(*`/H3C*)-()	i-Pr	C3H7	(i-Pr)-OH	(CH3)2CHOH
Fenyl	`/`=`\//-\\-{}	Ph	C6H5	(Ph)-OH	C6H5OH

Jag tror att allt är klart här. Jag vill bara uppmärksamma er på spalten där exempel på alkoholer ges. Vissa radikaler skrivs i en form som liknar grovformeln, men den funktionella gruppen skrivs separat. Till exempel förvandlas CH3-CH2-OH till C2H5OH.
Och för grenade kedjor som isopropyl används strukturer med konsoler.

Det finns också ett sådant fenomen som fria radikaler. Det är radikaler som av någon anledning har separerats från funktionella grupper. I det här fallet bryts en av reglerna med vilka vi började studera formlerna: antalet kemiska bindningar motsvarar inte längre valensen hos en av atomerna. Tja, eller så kan vi säga att en av anslutningarna blir öppen i ena änden. Fria radikaler lever vanligtvis under en kort tid eftersom molekylerna tenderar att återgå till ett stabilt tillstånd.

Introduktion till kväve. Aminer

Jag föreslår att bekanta mig med ett annat element som ingår i många organiska föreningar. Detta kväve.
Det betecknas med den latinska bokstaven N och har en valens på tre.

Låt oss se vilka ämnen som erhålls om kväve läggs till de välbekanta kolvätena:

Ämne	Utökad strukturformel	Förenklad strukturformel	Skelettformel	Grov formel
Aminometan (metylamin)	H-C-N\H;H|#C|H	CH3-NH2	\NH2
Aminoetan (etylamin)	H-C-C-N\H;H|#C|H;H|#3|H	CH3-CH2-NH2	/\NH2
Dimetylamin	H-C-N<`|H>-C-H; H|#-3|H; H|#2|H	$L(1,3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3	/N<_(y-.5)H>\
Aminobensen (Anilin)	H\N|C\\C|C<\H>`//C<|H>`\C<`/H>`||C<`\H>/	NH2|C\\CH|CH`//C<_(y.5)H>`\HC`||HC/	NH2|\|`/`\`|/_o
Trietylamin	$lutning(45)H-C-C/N\C-C-H;H|#2|H; H|#3|H; H|#5|H;H|#6|H; #N`|C<`-H><-H>`|C<`-H><-H>`|H	CH3-CH2-N<`|CH2-CH3>-CH2-CH3	\/N<`|/>\|

Som du förmodligen redan gissat från namnen, är alla dessa ämnen förenade under det allmänna namnet aminer. Den funktionella gruppen ()-NH2 kallas aminogrupp. Här är några allmänna formler för aminer:

Generellt sett finns det inga speciella innovationer här. Om dessa formler är tydliga för dig, kan du säkert engagera dig i ytterligare studier av organisk kemi med hjälp av en lärobok eller internet.
Men jag skulle också vilja prata om formler inom oorganisk kemi. Du kommer att se hur lätt det är att förstå dem efter att ha studerat strukturen hos organiska molekyler.

Rationella formler

Man bör inte dra slutsatsen att oorganisk kemi är lättare än organisk kemi. Naturligtvis tenderar oorganiska molekyler att se mycket enklare ut eftersom de inte tenderar att bilda komplexa strukturer som kolväten. Men då måste vi studera mer än hundra grundämnen som utgör det periodiska systemet. Och dessa element tenderar att kombineras enligt deras kemiska egenskaper, men med många undantag.

Så jag kommer inte berätta något av det här. Ämnet för min artikel är kemiska formler. Och med dem är allt relativt enkelt.
Används oftast inom oorganisk kemi rationella formler. Och nu ska vi ta reda på hur de skiljer sig från de som redan är bekanta för oss.

Låt oss först bekanta oss med ett annat element - kalcium. Detta är också ett mycket vanligt inslag.
Det är utpekat Ca och har en valens på två. Låt oss se vilka föreningar det bildar med det kol, syre och väte vi känner till.

Ämne	Strukturformel	Rationell formel	Grov formel
Kalciumoxid	Ca=O	CaO
Kalcium hydroxid	H-O-Ca-O-H	Ca(OH)2
Kalciumkarbonat	$slope(45)Ca`/O\C|O`|/O`\#1	CaCO3
Kalciumbikarbonat	HO/`|O|\O/Ca\O/`|O|\OH	Ca(HC03)2
Kolsyra	H|O\C|O`|/O`|H	H2CO3

Vid första anblicken kan man se att den rationella formeln är något mellan en strukturell och en bruttoformel. Men det är ännu inte särskilt klart hur de erhålls. För att förstå innebörden av dessa formler måste du överväga de kemiska reaktionerna i vilka ämnen deltar.

Kalcium i sin rena form är en mjuk vit metall. Det förekommer inte i naturen. Men det är fullt möjligt att köpa det i en kemikalieaffär. Det förvaras vanligtvis i speciella burkar utan tillgång till luft. För i luft reagerar den med syre. Det är faktiskt därför det inte förekommer i naturen.
Så, reaktionen av kalcium med syre:

2Ca + O2 -> 2CaO

Siffran 2 före formeln för ett ämne betyder att 2 molekyler är inblandade i reaktionen.
Kalcium och syre producerar kalciumoxid. Detta ämne förekommer inte heller i naturen eftersom det reagerar med vatten:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

Resultatet är kalciumhydroxid. Om du tittar noga på dess strukturformel (i föregående tabell) kan du se att den bildas av en kalciumatom och två hydroxylgrupper, som vi redan är bekanta med.
Dessa är kemins lagar: om en hydroxylgrupp läggs till ett organiskt ämne erhålls en alkohol, och om den läggs till en metall erhålls en hydroxid.

Men kalciumhydroxid förekommer inte i naturen på grund av dess närvaro i luften. koldioxid. Jag tror att alla har hört talas om den här gasen. Det bildas under andning av människor och djur, förbränning av kol och petroleumprodukter, under bränder och vulkanutbrott. Därför finns det alltid i luften. Men det löser sig också ganska bra i vatten och bildar kolsyra:

CO2 + H2O<=>H2CO3

Skylt<=>indikerar att reaktionen kan fortgå i båda riktningarna under samma betingelser.

Således reagerar kalciumhydroxid, löst i vatten, med kolsyra och förvandlas till lätt lösligt kalciumkarbonat:

Ca(OH)2 + H2CO3 -> CaCO3"|v" + 2H2O

En nedåtpil betyder att som ett resultat av reaktionen fälls ämnet ut.
Vid ytterligare kontakt mellan kalciumkarbonat och koldioxid i närvaro av vatten sker en reversibel reaktion för att bilda ett surt salt - kalciumbikarbonat, som är mycket lösligt i vatten

CaCO3 + CO2 + H2O<=>Ca(HC03)2

Denna process påverkar vattnets hårdhet. När temperaturen stiger förvandlas bikarbonat tillbaka till karbonat. Därför, i regioner med hårt vatten, bildas kalk i vattenkokare.

Krita, kalksten, marmor, tuff och många andra mineraler består till stor del av kalciumkarbonat. Det finns också i koraller, blötdjursskal, djurben, etc...
Men om kalciumkarbonat värms upp över mycket hög värme kommer det att förvandlas till kalciumoxid och koldioxid.

Denna korta berättelse om kalciumcykeln i naturen borde förklara varför rationella formler behövs. Så, rationella formler skrivs så att de funktionella grupperna är synliga. I vårt fall är det:

Dessutom är enskilda grundämnen - Ca, H, O (i oxider) - också oberoende grupper.

Joner

Jag tycker att det är dags att bekanta sig med joner. Det här ordet är förmodligen bekant för alla. Och efter att ha studerat de funktionella grupperna kostar det oss ingenting att ta reda på vad dessa joner är.

I allmänhet är kemiska bindningars natur vanligtvis att vissa grundämnen ger upp elektroner medan andra får dem. Elektroner är partiklar med negativ laddning. Ett element med ett fullt komplement av elektroner har noll laddning. Om han gav bort en elektron blir dess laddning positiv, och om han accepterade den blir den negativ. Till exempel har väte bara en elektron, som det ger upp ganska lätt och förvandlas till en positiv jon. Det finns en speciell post för detta i kemiska formler:

H2O<=>H^+ + OH^-

Här ser vi det som ett resultat elektrolytisk dissociation vatten bryts ner till en positivt laddad vätejon och en negativt laddad OH-grupp. OH^-jonen kallas hydroxidjon. Det ska inte förväxlas med hydroxylgruppen, som inte är en jon, utan en del av någon form av molekyl. Tecknet + eller - i det övre högra hörnet visar jonens laddning.
Men kolsyra existerar aldrig som ett oberoende ämne. Faktum är att det är en blandning av vätejoner och karbonatjoner (eller bikarbonatjoner):

H2CO3 = H^+ + HCO3^-<=>2H^+ + CO3^2-

Karbonatjonen har en laddning på 2-. Det betyder att två elektroner har lagts till den.

Negativt laddade joner kallas anjoner. Vanligtvis inkluderar dessa sura rester.
Positivt laddade joner - katjoner. Oftast är dessa väte och metaller.

Och här kan du förmodligen helt förstå innebörden av rationella formler. Katjonen skrivs först i dem, följt av anjonen. Även om formeln inte innehåller några avgifter.

Du gissar förmodligen redan att joner inte bara kan beskrivas med rationella formler. Här är skelettformeln för bikarbonatanjonen:

Här indikeras laddningen direkt bredvid syreatomen, som fick en extra elektron och därför tappade en linje. Enkelt uttryckt minskar varje extra elektron antalet kemiska bindningar som avbildas i strukturformeln. Å andra sidan, om någon nod i strukturformeln har ett +-tecken, så har den en extra sticka. Som alltid måste detta faktum bevisas med ett exempel. Men bland de ämnen som vi känner till finns det inte en enda katjon som består av flera atomer.
Och ett sådant ämne är ammoniak. Dess vattenlösning kallas ofta ammoniak och ingår i alla första hjälpen-kit. Ammoniak är en förening av väte och kväve och har den rationella formeln NH3. Låt oss överväga kemisk reaktion som uppstår när ammoniak löses i vatten:

NH3 + H2O<=>NH4^+ + OH^-

Samma sak, men med hjälp av strukturformler:

H|N<`/H>\H + H-O-H<=>H|N^+<_(A75,w+)H><_(A15,d+)H>`/H + O`^-# -H

På höger sida ser vi två joner. De bildades som ett resultat av att en väteatom flyttade från en vattenmolekyl till en ammoniakmolekyl. Men denna atom rörde sig utan sin elektron. Anjonen är redan bekant för oss - det är en hydroxidjon. Och katjonen kallas ammonium. Den uppvisar egenskaper som liknar metaller. Till exempel kan det kombineras med en sur rest. Ämnet som bildas genom att kombinera ammonium med en karbonatanjon kallas ammoniumkarbonat: (NH4)2CO3.
Här är reaktionsekvationen för interaktionen av ammonium med en karbonatanjon, skriven i form av strukturformler:

2H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H + O^-\C|O`|/O^-<=>H|N^+<`/H><_(A75,w+)H>_(A15,d+)H`|0O^-\C|O`|/O^-|0H_(A-15,d-)N^+<_(A105,w+)H><\H>`|H

Men i denna form ges reaktionsekvationen i demonstrationssyfte. Vanligtvis använder ekvationer rationella formler:

2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2CO3

Hill system

Så vi kan anta att vi redan har studerat strukturella och rationella formler. Men det finns en annan fråga som är värd att överväga mer i detalj. Hur skiljer sig bruttoformler från rationella?
Vi vet varför den rationella formeln kolsyra skrivs som H2CO3 och inte på något annat sätt. (De två vätekatjonerna kommer först, följt av karbonatanjonen.) Men varför skrivs bruttoformeln CH2O3?

I princip kan den rationella formeln för kolsyra mycket väl anses vara en sann formel, eftersom den inte har några återkommande element. Till skillnad från NH4OH eller Ca(OH)2.
Men en extra regel tillämpas mycket ofta på bruttoformler, som bestämmer ordningen på element. Regeln är ganska enkel: kol placeras först, sedan väte och sedan de återstående elementen i alfabetisk ordning.
Så CH2O3 kommer ut - kol, väte, syre. Detta kallas för Hill-systemet. Det används i nästan alla kemiska referensböcker. Och i den här artikeln också.

Lite om easyChem-systemet

Istället för en slutsats skulle jag vilja prata om easyChem-systemet. Den är utformad så att alla formler som vi diskuterade här lätt kan infogas i texten. Egentligen är alla formlerna i den här artikeln ritade med easyChem.

Varför behöver vi ens något slags system för att härleda formler? Saken är att standardsättet att visa information i webbläsare är hypertext markup language (HTML). Den är inriktad på att bearbeta textinformation.

Rationella och grova formler kan avbildas med hjälp av text. Även vissa förenklade strukturformler kan också skrivas i text, till exempel alkohol CH3-CH2-OH. Även om du för detta måste använda följande post i HTML: CH ₃-CH ₂-ÅH.
Detta skapar förstås vissa svårigheter, men du kan leva med dem. Men hur ska man avbilda strukturformeln? I princip kan du använda ett monospace-teckensnitt:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Visst ser det inte särskilt trevligt ut, men det är också genomförbart.

Det verkliga problemet kommer när man försöker rita bensenringar och när man använder skelettformler. Det finns inget annat sätt kvar än att koppla ihop en rasterbild. Raster lagras i separata filer. Webbläsare kan innehålla bilder i gif-, png- eller jpeg-format.
För att skapa sådana filer krävs en grafisk redigerare. Till exempel Photoshop. Men jag har varit bekant med Photoshop i mer än 10 år och jag kan med säkerhet säga att det är mycket dåligt lämpat för att avbilda kemiska formler.
Molekylära redaktörer klarar denna uppgift mycket bättre. Men med ett stort antal formler, som var och en lagras i en separat fil, är det ganska lätt att bli förvirrad i dem.
Till exempel är antalet formler i den här artikeln . Från dem härrör formen grafiska bilder(resten använder HTML-verktyg).

EasyChem-systemet låter dig lagra alla formler direkt i ett HTML-dokument i textform. Enligt min mening är detta väldigt bekvämt.
Dessutom beräknas bruttoformlerna i den här artikeln automatiskt. Eftersom easyChem fungerar i två steg: först omvandlas textbeskrivningen till en informationsstruktur (graf), och sedan kan olika åtgärder utföras på denna struktur. Bland dem kan vi notera följande funktioner: beräkning av molekylvikt, omvandling till en bruttoformel, kontroll av möjligheten till utdata som text, grafik och textåtergivning.

För att förbereda den här artikeln använde jag bara en textredigerare. Dessutom behövde jag inte tänka på vilken formel som skulle vara grafisk och vilken som skulle vara text.

Här är några exempel som avslöjar hemligheten med att förbereda texten i en artikel: Beskrivningar från den vänstra kolumnen omvandlas automatiskt till formler i den andra kolumnen.
På den första raden är beskrivningen av den rationella formeln mycket lik det visade resultatet. Den enda skillnaden är att de numeriska koefficienterna visas interlinjärt.
På den andra raden ges den utökade formeln i form av tre separata kedjor åtskilda av en symbol; Jag tror det är lätt att se att textbeskrivningen på många sätt påminner om de handlingar som skulle krävas för att avbilda formeln med en penna på papper.
Den tredje raden visar användningen av lutande linjer med hjälp av symbolerna \ och /. Tecknet ` (backtick) betyder att linjen dras från höger till vänster (eller nedifrån och upp).

Det finns mycket mer detaljerad dokumentation om hur du använder easyChem-systemet här.

Låt mig avsluta den här artikeln och önskar dig lycka till med att studera kemi.

En kort förklarande ordbok över termer som används i artikeln

Kolväten Ämnen som består av kol och väte. De skiljer sig från varandra i strukturen av sina molekyler. Strukturformler schematiska bilder av molekyler, där atomer betecknas med latinska bokstäver, och kemiska bindningar- streck. Strukturformler är utökade, förenklade och skelettformler. Utökade strukturformler är strukturformler där varje atom representeras som en separat nod. Förenklade strukturformler är de strukturformler där väteatomer skrivs bredvid det element som de är associerade med. Och om mer än ett väte är kopplat till en atom, så skrivs mängden som ett tal. Vi kan också säga att grupper fungerar som noder i förenklade formler. Skelettformler är strukturformler där kolatomer avbildas som tomma noder. Antalet väteatomer bundna till varje kolatom är lika med 4 minus antalet bindningar som konvergerar vid platsen. För knutar som inte bildas av kol gäller reglerna för förenklade formler. Bruttoformel (aka sann formel) - lista över alla kemiska grundämnen, som är en del av molekylen, vilket anger antalet atomer i form av ett tal (om det finns en atom så skrivs inte enheten) Hill-systemet är en regel som bestämmer ordningen på atomerna i bruttoformeln: kol placeras först, sedan väte och sedan de återstående elementen i alfabetisk ordning. Detta är ett system som används väldigt ofta. Och alla grova formler i den här artikeln är skrivna enligt Hill-systemet. Funktionella grupper Stabila kombinationer av atomer som bevaras vid kemiska reaktioner. Ofta har funktionella grupper sina egna namn och påverkar ämnets kemiska egenskaper och vetenskapliga namn

7. Syror. Salt. Samband mellan klasser av oorganiska ämnen

7.1. Syror

Syror är elektrolyter, vid dissociationen av vilka endast vätekatjoner H+ bildas som positivt laddade joner (mer exakt, hydroniumjoner H 3 O +).

En annan definition: syror är komplexa ämnen som består av en väteatom och syrarester (tabell 7.1).

Tabell 7.1

Formler och namn på vissa syror, syrarester och salter

Syra formel	Syra namn	Syrorester (anjon)	Namn på salter (genomsnitt)
HF	Fluorsyra (fluorsyra)	F −	Fluorider
HCl	Saltsyra (saltsyra)	Cl-	Klorider
HBr	Hydrobromid	Br−	Bromider
HEJ	Hydrojodid	jag -	Jodider
H2S	Vätesulfid	S 2−	Sulfider
H2SO3	Svavelhaltig	SO 3 2 −	Sulfiter
H2SO4	Svavel	SO 4 2 −	Sulfater
HNO2	Kvävehaltig	NO2−	Nitriter
HNO3	Kväve	NO 3 −	Nitrater
H2SiO3	Kisel	SiO 3 2 -	Silikater
HPO 3	Metafosforisk	PO 3 −	Metafosfater
H3PO4	Ortofosfor	PO 4 3 −	Ortofosfater (fosfater)
H4P2O7	Pyrofosfor (bifosfor)	P 2 O 7 4 −	Pyrofosfater (difosfater)
HMnO4	Mangan	MnO 4 −	Permanganater
H2CrO4	Krom	CrO42-	Kromater
H2Cr2O7	Dichrome	Cr2O72-	Dikromater (bikromater)
H2SeO4	Selen	SeO 4 2 −	Selenates
H3BO3	Bornaya	BO 3 3 −	Ortoborater
HClO	Hypoklor	ClO –	Hypokloriter
HClO2	Klorid	ClO2−	Kloriter
HClO3	Klor	ClO3−	Klorater
HClO4	Klor	ClO4-	Perklorater
H2CO3	Kol	CO 3 3 −	Karbonater
CH3COOH	Vinäger	CH 3 COO −	Acetater
HCOOH	Myra	HCOO −	Formierar

På normala förhållanden syror kan vara fasta ämnen (H 3 PO 4, H 3 BO 3, H 2 SiO 3) och vätskor (HNO 3, H 2 SO 4, CH 3 COOH). Dessa syror kan existera både individuellt (100% form) och i form av utspädda och koncentrerade lösningar. Till exempel är H2SO4, HNO3, H3PO4, CH3COOH kända både individuellt och i lösningar.

Ett antal syror är kända endast i lösningar. Dessa är alla vätehalogenider (HCl, HBr, HI), vätesulfid H 2 S, vätecyanid (hydrocyanic HCN), kolsyra H 2 CO 3, svavelhaltig H 2 SO 3 syra, som är lösningar av gaser i vatten. Till exempel är saltsyra en blandning av HCl och H 2 O, kolsyra är en blandning av CO 2 och H 2 O. Det är tydligt att man använder uttrycket "lösning av saltsyra"fel.

De flesta syror är lösliga i vatten; kiselsyra H 2 SiO 3 är olöslig. De allra flesta syror har molekylär struktur. Exempel på strukturformler för syror:

I de flesta syrehaltiga syramolekyler är alla väteatomer bundna till syre. Men det finns undantag:

Syror klassificeras enligt ett antal egenskaper (tabell 7.2).

Tabell 7.2

Klassificering av syror

Klassificering tecken	Syratyp	Exempel
Antal vätejoner som bildas vid fullständig dissociation av en syramolekyl	Monobas	HCl, HNO3, CH3COOH
	Tvåbasisk	H2SO4, H2S, H2CO3
	Tribasic	H3PO4, H3AsO4
Närvaron eller frånvaron av en syreatom i en molekyl	Syreinnehållande (syrahydroxider, oxosyror)	HNO2, H2SiO3, H2SO4
	Syrefri	HF, H2S, HCN
Grad av dissociation (styrka)	Stark (fullständigt dissocierade, starka elektrolyter)	HCl, HBr, HI, H2SO4 (utspädd), HNO3, HClO3, HClO4, HMnO4, H2Cr2O7
	Svag (delvis dissociera, svaga elektrolyter)	HF, HNO 2, H 2 SO 3, HCOOH, CH 3 COOH, H 2 SiO 3, H 2 S, HCN, H 3 PO 4, H 3 PO 3, HClO, HClO 2, H 2 CO 3, H 3 BO 3, H2SO4 (konc)
Oxidativa egenskaper	Oxidationsmedel på grund av H+-joner (villkorligt icke-oxiderande syror)	HCl, HBr, HI, HF, H2SO4 (utspädd), H3PO4, CH3COOH
	Oxidationsmedel på grund av anjon (oxiderande syror)	HNO3, HMnO4, H2SO4 (konc), H2Cr2O7
	Anjonreducerande medel	HCl, HBr, HI, H2S (men inte HF)
Termisk stabilitet	Finns bara i lösningar	H2CO3, H2SO3, HClO, HClO2
	Nedbryts lätt vid upphettning	H2SO3, HNO3, H2SiO3
	Termiskt stabil	H2SO4 (konc), H3PO4

Alla allmänna kemiska egenskaper hos syror beror på närvaron i deras vattenlösningar av överskott av vätekatjoner H + (H 3 O +).

1. På grund av överskottet av H+-joner ändrar vattenlösningar av syror färgen på lackmusviolett och metylorange till rött (fenolftalein ändrar inte färg och förblir färglöst). I en vattenlösning av svag kolsyra är lackmus inte röd, men en lösning över en fällning av mycket svag kiselsyra ändrar inte färgen på indikatorerna alls.

2. Syror interagerar med basiska oxider, baser och amfotära hydroxider, ammoniakhydrat (se kapitel 6).

Exempel 7.1. För att utföra omvandlingen BaO → BaSO 4 kan du använda: a) SO 2; b) H2SO4; c) Na2S04; d) SO 3.

Lösning. Transformationen kan utföras med hjälp av H 2 SO 4:

BaO + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + H 2 O

BaO + SO3 = BaSO4

Na 2 SO 4 reagerar inte med BaO, och i reaktionen av BaO med SO 2 bildas bariumsulfit:

BaO + SO 2 = BaSO 3

Svar: 3).

3. Syror reagerar med ammoniak och dess vattenlösningar för att bilda ammoniumsalter:

HCl + NH3 = NH4CI - ammoniumklorid;

H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2S04 - ammoniumsulfat.

4. Icke-oxiderande syror reagerar med metaller som finns i aktivitetsserien upp till väte för att bilda ett salt och frigöra väte:

H2SO4 (utspädd) + Fe = FeSO4 + H2

2HCl + Zn = ZnCl2 = H2

Interaktionen mellan oxiderande syror (HNO 3, H 2 SO 4 (konc)) med metaller är mycket specifik och beaktas när man studerar grundämnenas kemi och deras föreningar.

5. Syror interagerar med salter. Reaktionen har ett antal funktioner:

a) i de flesta fall, när en starkare syra reagerar med ett salt av en svagare syra, bildas ett salt av en svag syra och en svag syra, eller, som man säger, en starkare syra tränger undan en svagare. Serien med minskande styrka hos syror ser ut så här:

Exempel på reaktioner som inträffar:

2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2

H 2 CO 3 + Na 2 SiO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ↓

2CH 3 COOH + K 2 CO 3 = 2CH 3 COOK + H 2 O + CO 2

3H 2 SO 4 + 2K 3 PO 4 = 3K 2 SO 4 + 2H 3 PO 4

Interagera inte med varandra, till exempel KCl och H 2 SO 4 (utspädd), NaNO 3 och H 2 SO 4 (utspädd), K 2 SO 4 och HCl (HNO 3, HBr, HI), K 3 PO 4 och H2CO3, CH3COOK och H2CO3;

b) i vissa fall ersätter en svagare syra en starkare från ett salt:

CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4

3AgNO3 (dil) + H3PO4 = Ag3PO4 ↓ + 3HNO3.

Sådana reaktioner är möjliga när fällningarna av de resulterande salterna inte löser sig i de resulterande utspädda starka syrorna (H2SO4 och HNO3);

c) vid bildning av fällningar som är olösliga i starka syror kan en reaktion ske mellan en stark syra och ett salt som bildas av en annan stark syra:

BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 ↓ + 2HCl

Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HNO 3

AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

Exempel 7.2. Ange raden som innehåller formlerna för ämnen som reagerar med H 2 SO 4 (utspädd).

1) Zn, Al2O3, KCl (p-p); 3) NaNO3 (p-p), Na2S, NaF 2) Cu(OH)2, K2CO3, Ag; 4) Na2SO3, Mg, Zn(OH)2.

Lösning. Alla ämnen i rad 4 interagerar med H 2 SO 4 (dil):

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 2

Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2

Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2H2O

I rad 1) är reaktionen med KCl (p-p) inte möjlig, i rad 2) - med Ag, i rad 3) - med NaNO3 (p-p).

Svar: 4).

6. Koncentrerad svavelsyra beter sig mycket specifikt i reaktioner med salter. Detta är en icke-flyktig och termiskt stabil syra, därför ersätter den alla starka syror från fasta (!) salter, eftersom de är mer flyktiga än H2SO4 (konc):

KCl (tv) + H2SO4 (konc.) KHS04 + HCl

2KCl (s) + H2SO4 (konc) K2SO4 + 2HCl

Salter som bildas av starka syror (HBr, HI, HCl, HNO 3, HClO 4) reagerar endast med koncentrerad svavelsyra och endast i fast tillstånd

Exempel 7.3. Koncentrerad svavelsyra, till skillnad från utspädd, reagerar:

3) KNO 3 (tv);

Lösning. Båda syrorna reagerar med KF, Na 2 CO 3 och Na 3 PO 4, och endast H 2 SO 4 (konc.) reagerar med KNO 3 (fast).

Svar: 3).

Metoder för att framställa syror är mycket olika.

Anoxiska syror motta:

• genom att lösa motsvarande gaser i vatten:

HCl (g) + H2O (l) → HCl (p-p)

H 2 S (g) + H 2 O (l) → H 2 S (lösning)

• från salter genom förskjutning med starkare eller mindre flyktiga syror:

FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

KCl (tv) + H2SO4 (konc) = KHS04 + HCl

Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 SO 3

Syrehaltiga syror motta:

• genom att lösa motsvarande sura oxider i vatten, medan graden av oxidation av det syrabildande elementet i oxiden och syran förblir densamma (med undantag för NO 2):

N2O5 + H2O = 2HNO3

SO3 + H2O = H2SO4

P2O5 + 3H2O 2H3PO4

• oxidation av icke-metaller med oxiderande syror:

S + 6HNO3 (konc) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O

• genom att ersätta en stark syra från ett salt av en annan stark syra (om en fällning som är olöslig i de resulterande syrorna faller ut):

Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 (utspädd) = BaSO 4 ↓ + 2HNO 3

AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

• genom att ersätta en flyktig syra från dess salter med en mindre flyktig syra.

För detta ändamål används oftast icke-flyktig, termiskt stabil koncentrerad svavelsyra:

NaNO3 (tv) + H2SO4 (konc.) NaHSO4 + HNO3

KClO4 (tv) + H2SO4 (konc.) KHSO4 + HClO4

• förskjutning av en svagare syra från dess salter med en starkare syra:

Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 3CaSO 4 ↓ + 2H 3 PO 4

NaNO2 + HCl = NaCl + HNO2

K 2 SiO 3 + 2HBr = 2KBr + H 2 SiO 3 ↓

2. Baser reagerar med syror och bildar salt och vatten (neutraliseringsreaktion). Till exempel:

KOH + HCl = KS1 + H2O;

Fe(OH)2 + 2HNO3 = Fe(NO3)2 + 2H2O

3. Alkalier reagerar med sura oxider och bildar salt och vatten:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO2 + H2O.

4. Alkalilösningar reagerar med saltlösningar om resultatet blir bildning av en olöslig bas eller ett olösligt salt. Till exempel:

2NaOH + CuSO4 = Cu(OH)2 ↓ + Na2SO4;

Ba(OH)2 + Na2SO4 = 2NaOH + BaSO4 ↓

5. Vid upphettning sönderdelas olösliga baser till basisk oxid och vatten.

2Fe(OH)3Fe2O3 + ZH2O.

6. Alkalilösningar interagerar med metaller som bildar amfotära oxider och hydroxider (Zn, Al, etc.).

2AI + 2KOH + 6H2O = 2K + 3H2.

Att få grunder

Mottagande lösliga baser:

a) interaktion mellan alkali- och jordalkalimetaller med vatten:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2;

b) interaktion mellan oxider av alkali och alkaliska jordartsmetaller med vatten:

Na2O + H2O = 2NaOH.

2. Kvitto olösliga baser verkan av alkalier på lösliga metallsalter:

2NaOH + FeSO4 = Fe(OH)2 ↓ + Na2SO4.

Syror - komplexa ämnen, när de dissocieras i vatten bildas vätejoner H+ och inga andra katjoner.

Kemiska egenskaper

De allmänna egenskaperna hos syror i vattenlösningar bestäms av närvaron av H + joner (eller snarare H 3 O +), som bildas som ett resultat av elektrolytisk dissociation av syramolekyler:

1. Syror ändrar färgen på indikatorerna lika mycket (tabell 6).

2. Syror interagerar med baser.

Till exempel:

H3P04 + 3NaOH = Na3P04 + ZH2O;

H3P04 + 2NaOH = Na2HPO4 + 2H2O;

H3PO4 + NaOH = NaH2PO4 + H2O;

3. Syror interagerar med basiska oxider:

2HCl + CaO = CaCl2 + H2O;

H 2 SO 4 + Fe 2 O 3 = Fe 2 (SO 4) 3 + ZN 2 O.

4. Syror interagerar med amfotära oxider:

2HNO3 + ZnO = Zn(NO3)2 + H2O.

5. Syror reagerar med några mellanliggande salter för att bilda ett nytt salt och en ny syra är möjliga om resultatet är ett olösligt salt eller en svagare (eller mer flyktig) syra än originalet. Till exempel:

2HC1+Na2CO3 = 2NaCl+H2O +CO2;

2NaCl + H2SO4 = 2HCl + Na2SO4.

6. Syror interagerar med metaller. Arten av produkterna från dessa reaktioner beror på naturen och koncentrationen av syran och på metallens aktivitet. Till exempel reagerar utspädd svavelsyra, saltsyra och andra icke-oxiderande syror med metaller som finns i serien av standardelektrodpotentialer (se kapitel 7.) till vänster om väte. Som ett resultat av reaktionen bildas salt och vätgas:

H2SO4 (utspädd)) + Zn = ZnSO4 + H2;

2HC1 + Mg = MgCl2 + H2.

Oxiderande syror (koncentrerad svavelsyra, Salpetersyra HNO 3 oavsett koncentration) interagerar också med metaller som hör till standarden elektrodpotentialer efter väte för att bilda en salt- och syrareduktionsprodukt. Till exempel:

2H2SO4 (konc) + Zn = ZnS04 + SO2 + 2H2O;

Erhålla syror

1. Syrefria syror erhålls genom syntes från enkla ämnen och efterföljande upplösning av produkten i vatten.

S + H2 = H2S.

2. Oxosyror erhålls genom att reagera sura oxider med vatten.

SO3 + H2O = H2SO4.

3. De flesta syror kan erhållas genom att reagera salter med syror.

Na 2 SiO 3 + H 2 SO 4 = H 2 SiO 3 + Na 2 SO 4.

Amfotära hydroxider

1. I en neutral miljö (rent vatten) löses amfotera hydroxider praktiskt taget inte upp och dissocierar inte till joner. De löser sig i syror och alkalier. Dissociationen av amfotära hydroxider i sura och alkaliska medier kan uttryckas med följande ekvationer:

Zn+ OH - Zn(OH)H+ + ZnO

A13+ + ZON - Al(OH)3 H+ + AlO+ H2O

2. Amfotera hydroxider reagerar med både syror och alkalier och bildar salt och vatten.

Interaktion mellan amfotera hydroxider och syror:

Zn(OH)2 + 2HCl + ZnCl2 + 2H2O;

Sn(OH)2 + H2SO4 = SnSO4 + 2H2O.

Interaktion mellan amfotera hydroxider och alkalier:

Zn(OH)2 + 2NaOH Na2ZnO2 + 2H2O;

Zn(OH)2 + 2NaOH Na2;

Pb(OH)2 + 2NaOHNa2.

Salter – produkter av ersättning av väteatomer i en syramolekyl med metallatomer eller ersättning av en hydroxidjon i en basmolekyl med sura rester.

Allmänna kemiska egenskaper hos salter

1. Salter i vattenlösningar dissocierar till joner:

a) mediumsalter dissocierar till metallkatjoner och anjoner av syrarester:

NaCN =Na + +CSN-;

6) sura salter dissocierar till metallkatjoner och komplexa anjoner:

KHS03 = K+ + HSO3-;

c) basiska salter dissocierar till komplexa katjoner och anjoner av sura rester:

AlOH(CH3COO)2 = AlOH2+ + 2CH3COO-.

2. Salter reagerar med metaller och bildar ett nytt salt och en ny metall. Denna metall kan förskjuta från saltlösningar endast de metaller som finns till höger om den i den elektrokemiska spänningsserien:

CuS04 + Fe = FeS04 + Cu.

Lösliga salter reagerar med alkalier och bildar ett nytt salt och en ny bas. Reaktionen är möjlig om den resulterande basen eller saltet faller ut.

Till exempel:

FeCl3 +3KOH = Fe(OH)3 ↓+3KS1;

K2CO3 + Ba(OH)2 = BaCO3 ↓+ 2KOH.

4. Salter reagerar med syror för att bilda en ny svagare syra eller ett nytt olösligt salt:

Na2CO3 + 2HC1 = 2NaCl + CO2 + H2O.

När ett salt reagerar med en syra som bildar ett givet salt erhålls ett surt salt (detta är möjligt om saltet bildas av en flerbasisk syra).

Till exempel:

Na2S + H2S = 2NaHS;

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2.

5. Salter kan interagera med varandra och bilda nya salter om ett av salterna faller ut:

AgNO3 + KC1 = AgCl↓ + KNO3.

6. Många salter sönderdelas vid upphettning:

MgCO3 MgO+ CO2;

2NaNO3 2NaNO2 + O2.

7. Basiska salter reagerar med syror och bildar medelstora salter och vatten:

Fe(OH)2NO3+HNO3 = FeOH(NO3)2+H2O;

FeOH(NO 3) 2 + HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + H 2 O.

8. Sura salter reagerar med alkalier och bildar medelstora salter och vatten:

NaHSO4 + NaOH = Na2S03 + H2O;

KN 2 RO 4 + KON = K 2 NRO 4 + H 2 O.

Att få salter

Alla metoder för att erhålla salter är baserade på kemiska egenskaper de viktigaste klasserna av oorganiska föreningar. Tio klassiska metoder för att erhålla salter presenteras i tabellen. 7.

Bortsett från vanliga metoder för att erhålla salter är vissa privata metoder också möjliga:

1. Interaktion mellan metaller, vars oxider och hydroxider är amfotera, med alkalier.

2. Fusion av salter med vissa sura oxider.

K2CO3 + SiO2K2SiO3 + CO2.

3. Interaktion mellan alkalier och halogener:

2KOH + Cl2 KCl + KClO + H2O.

4. Interaktion mellan halogenider och halogener:

2KVg + Cl2 = 2KS1 + Br2.

Syror- elektrolyter, vid dissociation av vilka endast H+-joner bildas från positiva joner:

HNO3 ↔ H+ + NO3-;

CH 3 COOH↔ H + +CH 3 COO — .

Alla syror klassificeras i oorganiska och organiska (karboxylsyra), som också har sina egna (interna) klassificeringar.

Under normala förhållanden finns en betydande mängd oorganiska syror i flytande tillstånd, en del i fast tillstånd(H3PO4, H3BO3).

Organiska syror med upp till 3 kolatomer är mycket rörliga, färglösa vätskor med en karakteristisk stickande lukt; syror med 4-9 kolatomer är oljiga vätskor med en obehaglig lukt, och syror med ett stort antal kolatomer är fasta ämnen som är olösliga i vatten.

Kemiska formler för syror

Låt oss överväga de kemiska formlerna för syror med exemplet på flera representanter (både oorganiska och organiska): saltsyra - HCl, svavelsyra - H 2 SO 4, fosforsyra - H 3 PO 4, ättiksyra - CH 3 COOH och bensoesyra syra - C6H5COOH. Den kemiska formeln visar kvaliteten och kvantitativ sammansättning molekyler (hur många och vilka atomer ingår i en viss förening) Med hjälp av den kemiska formeln kan du beräkna molekylvikten för syror (Ar(H) = 1 amu, Ar(Cl) = 35,5 amu, Ar( P) = 31 amu, Ar(O) = 16 amu, Ar(S) = 32 amu, Ar(C) = 12 amu):

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Mr(H2SO4) = 2xAr(H) + Ar(S) + 4xAr(O);

Mr(H2SO4) = 2×1 + 32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98.

Mr(H3PO4) = 3xAr(H) + Ar(P) + 4xAr(O);

Mr(H3PO4) = 3×1 + 31 + 4×16 = 3 + 31 + 64 = 98.

Mr(CH3COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(CH3COOH) = 3×12 + 4×1 + 2×16 = 36 + 4 + 32 = 72.

Mr(C6H5COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(C6H5COOH) = 7 × 12 + 6 × 1 + 2 × 16 = 84 + 6 + 32 = 122.

Strukturella (grafiska) formler för syror

Den strukturella (grafiska) formeln för ett ämne är tydligare. Den visar hur atomer är kopplade till varandra inom en molekyl. Låt oss ange strukturformlerna för var och en av ovanstående föreningar:

Ris. 1. Strukturformel för saltsyra.

Ris. 2. Strukturformel för svavelsyra.

Ris. 3. Strukturformel för fosforsyra.

Ris. 4. Strukturformel för ättiksyra.

Ris. 5. Strukturformel för bensoesyra.

Joniska formler

Alla oorganiska syror är elektrolyter, d.v.s. kan dissociera i en vattenlösning till joner:

HCl ↔ H+ + Cl-;

H2SO4 ↔ 2H+ + SO42-;

H3PO4 ↔ 3H+ + PO43-.

Exempel på problemlösning

EXEMPEL 1

Träning	Med fullständig förbränning 6 g organiskt material 8,8 g kolmonoxid (IV) och 3,6 g vatten bildades. Definiera molekylär formel bränt ämne, om man vet att dess molmassa är 180 g/mol.
Lösning	Låt oss rita ett diagram över förbränningsreaktionen för en organisk förening, som betecknar antalet kol-, väte- och syreatomer som "x", "y" respektive "z": C x H y O z + O z → CO 2 + H 2 O. Låt oss bestämma massorna av de element som utgör detta ämne. Relativa atommassavärden hämtade från periodiska systemet DI. Mendeleev, avrunda till hela tal: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO2)×M(C) = ×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H2O)×M(H) = ×M(H); Låt oss beräkna molmassorna av koldioxid och vatten. Som bekant är molmassan för en molekyl lika med summan av de relativa atommassorna för atomerna som utgör molekylen (M = Mr): M(CO2) = Ar(C) + 2xAr(O) = 12+ 2x16 = 12 + 32 = 44 g/mol; M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 g/mol. m(C) = x12 = 2,4 g; m(H) = 2 × 3,6 / 18 × 1 = 0,4 g. m(O) = m(C x H yOz) - m(C) - m(H) = 6 - 2,4 - 0,4 = 3,2 g. Låt oss definiera kemisk formel anslutningar: x:y:z = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H): m(O)/Ar(O); x:y:z= 2,4/12:0,4/1:3,2/16; x:y:z= 0,2: 0,4: 0,2 = 1:2:1. Detta betyder den enklaste formeln för föreningen CH 2 Oi molär massa 30 g/mol. För att hitta den sanna formeln för en organisk förening hittar vi förhållandet mellan de sanna och resulterande molmassorna: M substans/M(CH2O) = 180/30 = 6. Det betyder att indexen för kol-, väte- och syreatomer bör vara 6 gånger högre, d.v.s. formeln för ämnet kommer att vara C 6 H 12 O 6. Detta är glukos eller fruktos.
Svar	C6H12O6

EXEMPEL 2

Träning	Härled den enklaste formeln för en förening där massfraktionen av fosfor är 43,66% och massfraktionen av syre är 56,34%.
Lösning	Massfraktionen av element X i en molekyl med sammansättningen NX beräknas med hjälp av följande formel: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Låt oss beteckna antalet fosforatomer i molekylen med "x" och antalet syreatomer med "y" Låt oss hitta de motsvarande relativa atommassorna för elementen fosfor och syre (värdena för de relativa atommassorna hämtade från D.I. Mendeleevs periodiska system är avrundade till heltal). Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Vi delar upp det procentuella innehållet av grundämnen i motsvarande relativa atommassor. Således kommer vi att hitta sambandet mellan antalet atomer i molekylen av föreningen: x:y = ω(P)/Ar(P): ω(O)/Ar(O); x:y = 43,66/31: 56,34/16; x:y: = 1,4: 3,5 = 1: 2,5 = 2:5. Det betyder att den enklaste formeln för att kombinera fosfor och syre är P 2 O 5 . Det är fosfor(V)oxid.
Svar	P2O5