Les formules chimiques sont utilisées pour désigner des substances.

Formule chimique est une notation conventionnelle de la composition d'une substance utilisant des symboles et des indices chimiques.

En utilisant les indices de Y.Ya. Berzelius a proposé de désigner le nombre d'atomes d'un élément chimique dans une molécule d'une substance. Par exemple : une molécule d'eau contient deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène - H 2 O (2 est l'indice). Partie gaz carbonique comprend un atome de carbone et deux atomes d'oxygène - CO 2. Indice, égal à un, pas écrit.

Le nombre précédant la formule d'une substance est appelé coefficient et indique le nombre de molécules d'une substance donnée. Par exemple, 4H 2 O – 4 molécules d'eau. Quatre molécules d'eau contiennent 8 atomes d'hydrogène et 4 atomes d'oxygène.

Informations fournies par la formule chimique d'une substance

En prenant le dioxyde de carbone CO2 comme exemple, examinons quelles informations sur une substance peuvent être obtenues à partir de sa formule chimique.

Sur la base de la formule chimique, vous pouvez calculer les fractions massiques éléments chimiques en matière, cela sera discuté dans le matériel de la prochaine leçon.

Dérivation de la formule chimique d'une substance

Les formules chimiques sont dérivées sur la base de données obtenues expérimentalement. Si les fractions massiques des éléments dans une substance et les valeurs relatives masse moléculaire substance, vous pouvez trouver le nombre d’atomes de chaque élément de la molécule.

Exemple. On sait que le poids moléculaire relatif du dioxyde de carbone est de 44. Fraction massique l'oxygène dans cette substance est de 0,727 (72,7%), le reste est constitué de carbone. Composons la formule chimique du dioxyde de carbone. Pour ce faire, vous avez besoin de :

1. déterminer la masse par part d'atomes d'oxygène dans la molécule :

44*0,727=32 (unités relatives) ;

2. déterminer le nombre d’atomes d’oxygène, sachant que le nombre relatif masse atomique l'oxygène est 16 :

3. déterminer la masse par part des atomes de carbone :

44-32=12 (unités relatives) ;

4. déterminer le nombre d'atomes de carbone, sachant que la masse atomique relative du carbone est de 12 :

5. créez la formule du dioxyde de carbone : CO 2.

Littérature

1. Recueil de problèmes et d'exercices de chimie : 8e année : au manuel de P.A. Orzhekovsky et autres. "Chimie, 8e année" / P.A. Orjekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M. : AST : Astrel, 2006. (p.26-28)

2. Ouchakova O.V. Cahier d'exercices de chimie : 8e année : au manuel de P.A. Orjekovsky et autres : « Chimie. 8e année » / O.V. Ouchakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovsky ; sous. éd. prof. PENNSYLVANIE. Orjekovsky - M. : AST : Astrel : Profizdat, 2006. (p. 32-34)

3. Chimie : 8e année : manuel. pour l'enseignement général institutions / P.A. Orjekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M. : AST : Astrel, 2005.(§14)

4. Chimie : inorg. chimie : manuel. pour la 8ème année. enseignement général institutions / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M. : Éducation, OJSC « Manuels de Moscou », 2009. (§10)

5. Encyclopédie pour enfants. Volume 17. Chimie / Chapitre. éd.V.A. Volodine, Véd. scientifique éd. I. Leenson. – M. : Avanta, 2003.

Quelle est la formule chimique ? Chaque science possède son propre système de notation. La chimie ne fait pas exception à cet égard. Vous savez déjà que les symboles dérivés des noms latins des éléments sont utilisés pour désigner les éléments chimiques. Les éléments chimiques sont capables de former des substances à la fois simples et complexes, dont la composition peut être exprimée formule chimique.Écrire une formule chimique substance simple il faut noter le symbole de l'élément chimique qui forme une substance simple, et noter le numéro en bas à droite indiquant le nombre de ses atomes. Ce chiffre est appelé indice. Par exemple, la formule chimique de l’oxygène est O2. Le chiffre 2 après le symbole de l'oxygène est un indice indiquant que la molécule d'oxygène est constituée de deux atomes de l'élément oxygène. Index - un nombre indiquant le nombre d'atomes d'un certain type dans une formule chimique Écrire une formule chimique substance complexe, vous devez savoir de quels atomes d'éléments il se compose ( composition de haute qualité), et le nombre d'atomes de chaque élément (composition quantitative). Par exemple, la formule chimique du bicarbonate de soude est NaHCO3. La composition de cette substance comprend des atomes de sodium, d'hydrogène, de carbone et d'oxygène - c'est sa composition qualitative. Il y a chacun un atome de sodium, un atome d’hydrogène et un atome de carbone, ainsi que trois atomes d’oxygène. C'est la composition quantitative de la soude Composition de haute qualité une substance montre quels atomes d'éléments sont inclus dans sa composition Composition quantitative une substance indique le nombre d'atomes qui la composent Formule chimique– enregistrement conventionnel de la composition d’une substance à l’aide de symboles et d’indices chimiques Veuillez noter que si une formule chimique ne contient qu'un seul atome d'un même type, l'indice 1 n'est pas utilisé. Par exemple, la formule du dioxyde de carbone s’écrit comme suit : CO2, pas C1O2.

Comment comprendre correctement les formules chimiques ?

Lorsque vous écrivez des formules chimiques, vous rencontrez souvent des nombres écrits avant la formule chimique. Par exemple, 2Na ou 5O2. Que signifient ces chiffres et à quoi servent-ils ? Les nombres écrits avant une formule chimique sont appelés coefficients. Les coefficients montrent le nombre total de particules d'une substance : atomes, molécules, ions. Par exemple, la notation 2Na représente deux atomes de sodium. La notation 5O2 signifie cinq/ Coefficient - un nombre qui montre le nombre total de particules. Le coefficient est écrit devant la formule chimique de la substance des molécules d'oxygène. Veuillez noter que les molécules ne peuvent pas être constituées d'un seul atome, le nombre minimum d'atomes dans une molécule est deux. Ainsi les entrées : 2H, 4P représentent respectivement deux atomes d’hydrogène et quatre atomes de phosphore. Enregistrer 2H2 désigne deux molécules d'hydrogène contenant deux atomes de l'élément hydrogène. Enregistrer 4S8– désigne quatre molécules de soufre, chacune contenant huit atomes de l’élément soufre. Un système similaire de notation du nombre de particules est utilisé pour les ions. Enregistrer 5K+ représente cinq ions potassium. Il convient de noter que les ions peuvent être formés non seulement par un atome d'un élément. Les ions formés par les atomes d'un élément chimique sont appelés simples : Li+, N3−. Les ions formés de plusieurs éléments chimiques sont appelés complexes : OH⎺, SO4 2−. Notez que la charge d'un ion est indiquée par un exposant. Que signifiera l’entrée ? 2NaCl? Si la réponse à cette question est deux molécules de sel de table, alors la réponse n’est pas correcte. Sel, ou chlorure de sodium, a un réseau cristallin, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un composé ionique et constitué d'ions Na+ et Cl⎺. Une paire de ces ions est appelée unité de formule d’une substance. Ainsi, la notation 2NaCl signifie deux unités de formule chlorure de sodium. Le terme unité de formule est également utilisé pour les substances de structure atomique. Unité de formule– la plus petite particule de matière structure moleculaire Les composés ioniques sont tout aussi électriquement neutres que les composés moléculaires. Cela signifie que la charge positive des cations est complètement équilibrée par la charge négative des anions. Par exemple, quelle est l'unité de formule d'une substance composée d'ions Ag+ et PO4 3− ? Evidemment, pour compenser la charge négative de l’ion (charge –3), il faut avoir une charge de +3. Compte tenu du fait que le cation argent a une charge de +1, trois de ces cations sont nécessaires. Cela signifie que l'unité de formule (formule) d'une substance donnée est Ag3PO4. Ainsi, à l'aide des symboles des éléments chimiques, des indices et des coefficients, il est possible de composer clairement la formule chimique d'une substance, qui fournira des informations à la fois sur la composition qualitative et quantitative de la substance. Enfin, voyons comment prononcer correctement les formules chimiques. Par exemple, enregistrez 3Ca2+ prononcé: "trois ions calcium deux plus" ou "trois ions calcium avec une charge de deux plus". Enregistrer 4HCl, prononcé « quatre molécules de chlore de cendres ». Enregistrer 2NaCl, prononcé comme "deux unités de formule de chlorure de sodium."

Loi de constance de la composition de la matière

Même composé chimique disponible différentes façons. Par exemple, le dioxyde de carbone CO2, est formé par la combustion de combustibles : charbon, gaz naturel. Les fruits contiennent beaucoup de glucose. Lors d'un stockage à long terme, les fruits commencent à se détériorer et un processus appelé fermentation du glucose commence, qui entraîne la libération de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone se forme également lorsque des roches telles que la craie, le marbre et le calcaire sont chauffées. Les réactions chimiques sont complètement différentes, mais la substance formée à la suite de leur apparition a la même composition qualitative et quantitative. –CO2. Ce modèle s'applique principalement aux substances de structure moléculaire. Dans le cas de substances de structure non moléculaire, il peut arriver que la composition de la substance dépende des méthodes de préparation. La loi de constance de la composition des substances de structure moléculaire : la composition d'une substance complexe est toujours la même et ne dépend pas de la méthode de préparation Conclusions d'un article sur le sujet Formules chimiques de substances

• Indice– un nombre indiquant le nombre d'atomes d'un certain type dans une formule chimique
• La composition qualitative d'une substance montre quels atomes d'éléments sont inclus dans sa composition
• La composition quantitative d'une substance montre le nombre d'atomes qui entrent dans sa composition
• Formule chimique - un enregistrement conventionnel de la composition d'une substance à l'aide de symboles et d'indices chimiques (si nécessaire)
• Coefficient– un nombre qui montre le nombre total de particules. Le coefficient est écrit avant la formule chimique de la substance
• Unité de formule– la plus petite particule d'une substance de structure atomique ou ionique

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Formule chimique est une image utilisant des symboles.

Signes d'éléments chimiques

Signe chimique ou symbole de l'élément chimique– il s’agit de la ou des deux premières lettres du nom latin de cet élément.

Par exemple: FerrumFe , Cuprum –Cu , OxygéniumÔ etc.

Tableau 1 : Informations fournies par un symbole chimique

Intelligence	En utilisant l'exemple de Cl
Nom de l'article	Chlore
	Non métallique, halogène
Un élément	1 atome de chlore
(Ar) de cet élément	Ar(Cl) = 35,5
Masse atomique absolue d'un élément chimique m = Ar 1,66 10 -24 g = Ar 1,66 10 -27 kg	M (Cl) = 35,5 1,66 10 -24 = 58,9 10 -24 g

Le nom d'un symbole chimique est dans la plupart des cas lu comme le nom d'un élément chimique. Par exemple, K-potassium, Ca-calcium, Mg – magnésium, Mn – manganèse.

Les cas où le nom d'un symbole chimique est lu différemment sont donnés dans le tableau 2 :

Nom de l'élément chimique	Signe chimique	Nom du symbole chimique (prononciation)
Azote	N	Fr
Hydrogène	H	Cendre
Fer	Fe	Ferrum
Or	Au	Aurum
Oxygène	Ô	À PROPOS
Silicium	Si	Silicium
Cuivre	Cu	Cuprum
Étain	Sn	Stanum
Mercure	Hg	Hydrargium
Plomb	Pb	Plomb
Soufre	S	Es
Argent	Ag	Argentum
Carbone	C	Tsé
Phosphore	P.	Pé

Formules chimiques de substances simples

Les formules chimiques de la plupart des substances simples (tous les métaux et de nombreux non-métaux) sont les signes des éléments chimiques correspondants.

Donc substance ferreuse Et fer, élément chimique sont désignés de la même manière - Fe .

S'il a une structure moléculaire (existe sous la forme , alors sa formule est le signe chimique de l'élément avec indice en bas à droite indiquant nombre d'atomes dans une molécule : H2, O2, Ô 3, N 2, F2, Cl2, BR 2, P4, S8.

Tableau 3 : Informations fournies par un signe chimique

Intelligence	Utiliser C comme exemple
Nom de la substance	Carbone (diamant, graphite, graphène, carbyne)
Élément appartenant à cette classeéléments chimiques	Non métallique
Un atome d'un élément	1 atome de carbone
Masse atomique relative (Ar)élément qui forme une substance	Ar(C) = 12
Masse atomique absolue	M(C) = 12 1,66 10-24 = 19,93 10 -24g
Une substance	1 mole de carbone, soit 6.02 10 23 atomes de carbone
	M (C) = Ar (C) = 12 g/mol

Formules chimiques de substances complexes

La formule d'une substance complexe est préparée en notant les signes des éléments chimiques qui composent la substance, en indiquant le nombre d'atomes de chaque élément dans la molécule. Dans ce cas, en règle générale, les éléments chimiques s'écrivent par ordre d'électronégativité croissante conformément aux séries pratiques suivantes :

Moi, Si, B, Te, H, P, As, I, Se, C, S, Br, Cl, N, O, F

Par exemple, H2O , CaSO4 , Al2O3 , CS2 , DE 2 , NaH.

Les exceptions sont :

• certains composés d'azote avec de l'hydrogène (par exemple, ammoniac NH3 , hydrazine N 2H4 );
• sels d'acides organiques (par exemple, formiate de sodium HCOONa , acétate de calcium (CH3Directeur des opérations) 2Californie) ;
• les hydrocarbures ( CH4 , C2H4 , C2H2 ).

Formules chimiques de substances existant sous la forme dimères (NON 2 , P2Ô 3 , P2O5, sels de mercure monovalent, par exemple : HgCl , HgNO3 etc.), écrit sous la forme N 2 O4,P4 O6,P4 Ô 10Hg2 Cl2,Hg2 ( NON 3) 2 .

Le nombre d'atomes d'un élément chimique dans une molécule et d'un ion complexe est déterminé sur la base du concept valence ou états d'oxydation et est enregistré index en bas à droiteà partir du signe de chaque élément (l'index 1 est omis). Dans ce cas, ils partent de la règle :

somme algébrique les états d'oxydation de tous les atomes de la molécule doivent être égaux à zéro (les molécules sont électriquement neutres) et dans un ion complexe - la charge de l'ion.

Par exemple:

2Al 3 + +3SO 4 2- =Al 2 (SO 4) 3

La même règle est utilisée lors de la détermination de l'état d'oxydation d'un élément chimique à l'aide de la formule d'une substance ou d'un complexe. C'est généralement un élément qui possède plusieurs états d'oxydation. Les états d'oxydation des éléments restants formant la molécule ou l'ion doivent être connus.

La charge d’un ion complexe est la somme algébrique des états d’oxydation de tous les atomes qui forment l’ion. Par conséquent, lors de la détermination de l'état d'oxydation d'un élément chimique dans un ion complexe, l'ion lui-même est placé entre parenthèses et sa charge est retirée des parenthèses.

Lors de la compilation de formules pour la valence une substance est représentée comme un composé constitué de deux particules de types différents dont les valences sont connues. Ensuite, ils utilisent règle:

dans une molécule, le produit de valence par le nombre de particules d'un type doit être égal au produit de valence par le nombre de particules d'un autre type.

Par exemple:

Le nombre précédant la formule dans une équation de réaction est appelé coefficient. Elle indique soit nombre de molécules, ou nombre de moles de substance.

Le coefficient face signe chimique , indique nombre d'atomes d'un élément chimique donné, et dans le cas où le signe est la formule d'une substance simple, le coefficient indique soit nombre d'atomes, ou le nombre de moles de cette substance.

Par exemple:

• 3 Fe– trois atomes de fer, 3 moles d'atomes de fer,
• 2 H– deux atomes d'hydrogène, 2 moles d'atomes d'hydrogène,
• H2– une molécule d'hydrogène, 1 mole d'hydrogène.

Les formules chimiques de nombreuses substances ont été déterminées expérimentalement, c'est pourquoi on les appelle "empirique".

Tableau 4 : Informations fournies par la formule chimique d'une substance complexe

Intelligence	Par exemple C aCO3
Nom de la substance	Carbonate de calcium
Appartenance d'un élément à une certaine classe de substances	Sel moyen (normal)
Une molécule de substance	1 molécule de carbonate de calcium
Une mole de substance	6.02 10 23 molécules CaCO3
Masse moléculaire relative de la substance (Mr)	Мr (CaCO3) = Ar (Ca) +Ar (C) +3Ar (O) =100
Masse molaire de la substance (M)	M (CaCO3) = 100 g/mol
Masse moléculaire absolue de la substance (m)	M (CaCO3) = Monsieur (CaCO3) 1,66 10 -24 g = 1,66 10 -22 g
Composition qualitative (quels éléments chimiques composent la substance)	calcium, carbone, oxygène
Composition quantitative de la substance :
Le nombre d'atomes de chaque élément dans une molécule d'une substance :	une molécule de carbonate de calcium est constituée de 1 atome calcium, 1 atome carbone et 3 atomes oxygène.
Le nombre de moles de chaque élément dans 1 mole de la substance :	Dans 1 taupe CaCO3(6,02 · 10 23 molécules) contenues 1 taupe(6,02 · 10 23 atomes) calcium, 1 taupe(6,02 10 23 atomes) de carbone et 3 moles(3 6,02 10 23 atomes) de l'élément chimique oxygène)
Composition massique de la substance :
Masse de chaque élément dans 1 mole de substance :	1 mole de carbonate de calcium (100g) contient les éléments chimiques suivants : 40g de calcium, 12g de carbone, 48g d'oxygène.
Fractions massiques d'éléments chimiques dans la substance (composition de la substance en pourcentage en poids) :	Composition pondérale du carbonate de calcium : W (Ca) = (n (Ca) Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (1·40)/100= 0,4 (40%) W (C) = (n (Ca) Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (1 12)/100 = 0,12 (12 %) W (O) = (n (Ca) Ar (Ca))/Mr (CaCO3) = (3 16)/100 = 0,48 (48 %)
Pour une substance à structure ionique (sel, acide, base), la formule de la substance renseigne sur le nombre d'ions de chaque type dans la molécule, leur quantité et la masse d'ions pour 1 mole de substance :	Molécule CaCO3 est constitué d'un ion Ca 2+ et ion CO3 2- 1 mole ( 6.02 10 23 molécules) CaCO3 contient 1 mole d'ions Ca 2+ Et 1 mole d'ions CO3 2-; 1 mole (100 g) de carbonate de calcium contient 40g d'ions Ca 2+ Et 60 g d'ions CO3 2-
Volume molaire d'une substance dans des conditions standard (pour les gaz uniquement)

Formules graphiques

Pour obtenir des informations plus complètes sur une substance, utilisez formules graphiques , qui indiquent ordre de connexion des atomes dans une molécule Et valence de chaque élément.

Les formules graphiques de substances constituées de molécules reflètent parfois, à un degré ou à un autre, la structure (structure) de ces molécules ; dans ces cas, elles peuvent être appelées de construction .

Pour compiler une formule graphique (structurelle) d'une substance, vous devez :

• Déterminez la valence de tous les éléments chimiques qui forment la substance.
• Notez les signes de tous les éléments chimiques qui forment la substance, chacun en quantité égale au nombre d'atomes d'un élément donné dans la molécule.
• Reliez les signes des éléments chimiques avec des tirets. Chaque tiret désigne une paire qui communique entre les éléments chimiques et appartient donc à parts égales aux deux éléments.
• Le nombre de lignes entourant le signe d'un élément chimique doit correspondre à la valence de cet élément chimique.
• Lors de la formulation d'acides contenant de l'oxygène et de leurs sels, les atomes d'hydrogène et les atomes métalliques sont liés à l'élément acidifiant par l'intermédiaire d'un atome d'oxygène.
• Les atomes d'oxygène ne sont combinés entre eux que lors de la formulation de peroxydes.

Exemples de formules graphiques :

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La leçon est consacrée à l'apprentissage des règles d'élaboration et de lecture des formules chimiques des substances. Vous apprendrez quelles informations fournit la formule chimique d'une substance et comment composer une formule chimique basée sur des données sur les fractions massiques des éléments chimiques.

Sujet : Premières idées chimiques

Leçon : Formule chimique d'une substance

Les formules chimiques sont utilisées pour désigner des substances.

Formule chimique est une notation conventionnelle de la composition d'une substance utilisant signes chimiques Et index.

En utilisant les indices de Y.Ya. Berzelius a proposé de désigner le nombre d'atomes d'un élément chimique dans une molécule d'une substance. Par exemple : une molécule d'eau contient deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène - H 2 O (indice 2). Le dioxyde de carbone contient un atome de carbone et deux atomes d'oxygène - CO 2. Un indice égal à un n'est pas écrit.

Le nombre devant la formule d'une substance est appelé coefficient et indique le nombre de molécules d'une substance donnée. Par exemple, 4H 2 O - 4 molécules d'eau. Quatre molécules d'eau contiennent 8 atomes d'hydrogène et 4 atomes d'oxygène.

En prenant le dioxyde de carbone CO 2 comme exemple, examinons quelles informations sur une substance peuvent être obtenues à partir de sa formule chimique.

Tableau 1.

Sur la base de la formule chimique, vous pouvez calculer les fractions massiques des éléments chimiques dans une substance, cela sera discuté dans le matériel de la prochaine leçon.

Les formules chimiques sont dérivées sur la base de données obtenues expérimentalement. Si les éléments d’une substance et la substance relative sont connus, on peut trouver le nombre d’atomes de chaque élément de la molécule.

Exemple. On sait que le poids moléculaire relatif du dioxyde de carbone est de 44. La fraction massique d'oxygène dans cette substance est de 0,727 (72,7%), le reste est constitué de carbone. Composons la formule chimique du dioxyde de carbone. Pour ce faire, vous avez besoin de :

1. déterminer la masse par part d'atomes d'oxygène dans la molécule :

44*0,727=32 (unités relatives) ;

2. déterminer le nombre d'atomes d'oxygène, sachant que la masse atomique relative de l'oxygène est de 16 :

3. déterminer la masse par part des atomes de carbone :

44-32=12 (unités relatives) ;

4. déterminer le nombre d'atomes de carbone, sachant que la masse atomique relative du carbone est de 12 :

5. créez la formule du dioxyde de carbone : CO 2.

1. Recueil de problèmes et d'exercices de chimie : 8e année : au manuel de P.A. Orzhekovsky et autres. "Chimie, 8e année" / P.A. Orjekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. - M. : AST : Astrel, 2006. (p.26-28)

2. Ouchakova O.V. Cahier d'exercices de chimie : 8e année : au manuel de P.A. Orjekovsky et autres : « Chimie. 8e année » / O.V. Ouchakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovsky ; sous. éd. prof. PENNSYLVANIE. Orjekovsky - M. : AST : Astrel : Profizdat, 2006. (p. 32-34)

3. Chimie : 8e année : manuel. pour l'enseignement général institutions / P.A. Orjekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M. : AST : Astrel, 2005.(§14)

4. Chimie : inorg. chimie : manuel. pour la 8ème année. enseignement général institutions / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. - M. : Éducation, OJSC « Manuels de Moscou », 2009. (§10)

5. Encyclopédie pour enfants. Volume 17. Chimie / Chapitre. éd.V.A. Volodine, Véd. scientifique éd. I. Leenson. - M. : Avanta+, 2003.

Ressources Web supplémentaires

1. Collection unifiée de ressources éducatives numériques ().

2. Version électronique de la revue « Chemistry and Life » ().

Devoirs

1. p.77 n°3 extrait du manuel « Chimie : 8e année » (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M. : AST : Astrel, 2005).

2. Avec. 32-34 n°3,4,6,7 depuis Cahier d'exercices en chimie : 8e année : au manuel P.A. Orjekovsky et autres : « Chimie. 8e année » / O.V. Ouchakova, P.I. Bespalov, P.A. Orjekovsky ; sous. éd. prof. PENNSYLVANIE. Orjekovsky - M. : AST : Astrel : Profizdat, 2006.