نمادهای مدرن برای عناصر شیمیایی در سال 1813 توسط J. Berzelius به علم معرفی شدند. طبق پیشنهاد وی، عناصر با حروف اولیه نام لاتین آنها مشخص می شوند. به عنوان مثال، اکسیژن (Oxygenium) با حرف O، گوگرد (Sulfur) با حرف S، هیدروژن (Hydrogenium) با حرف H مشخص می شود. در مواردی که نام عناصر با یک حرف شروع می شود، یک حرف بیشتر است. به حرف اول اضافه شد بنابراین، کربن (Carboneum) دارای نماد C، کلسیم (کلسیم) - Ca، مس (Cuprum) - مس است.

نمادهای شیمیایی فقط نام اختصاری عناصر نیستند: آنها همچنین مقادیر (یا جرم) خاصی را بیان می کنند. هر نماد یا یک اتم از یک عنصر، یا یک مول از اتم های آن، یا جرم یک عنصر برابر (یا متناسب) با جرم مولی آن عنصر را نشان می دهد. به عنوان مثال، C به معنای یک اتم کربن، یا یک مول اتم کربن، یا 12 واحد جرمی (معمولا 12 گرم) کربن است.

فرمول های شیمیایی

فرمول مواد همچنین نه تنها ترکیب ماده، بلکه کمیت و جرم آن را نیز نشان می دهد. هر فرمول یا یک مولکول از یک ماده، یا یک مول از یک ماده، یا جرم یک ماده برابر (یا متناسب با) جرم مولی آن را نشان می دهد. به عنوان مثال، H2O یا یک مولکول آب، یا یک مول آب، یا 18 واحد جرمی (معمولا (18 گرم) آب را نشان می دهد.

مواد ساده نیز با فرمول هایی مشخص می شوند که نشان می دهد یک مولکول یک ماده ساده از چند اتم تشکیل شده است: به عنوان مثال، فرمول هیدروژن H 2. اگر ترکیب اتمی یک مولکول یک ماده ساده به طور دقیق مشخص نباشد یا ماده متشکل از مولکول هایی باشد که تعداد اتم های متفاوتی دارد و همچنین اگر ساختار اتمی یا فلزی داشته باشد تا مولکولی، ماده ساده با نماد عنصر به عنوان مثال، ماده ساده فسفر با فرمول P نشان داده می شود، زیرا بسته به شرایط، فسفر می تواند از مولکول هایی با تعداد اتم های متفاوت یا ساختار پلیمری تشکیل شده باشد.

فرمول های شیمی برای حل مسائل

فرمول ماده بر اساس نتایج تجزیه و تحلیل تعیین می شود. به عنوان مثال، بر اساس تجزیه و تحلیل، گلوکز حاوی 40٪ کربن (وزنی)، 6.72٪ (وزنی) هیدروژن و 53.28٪ (وزنی) اکسیژن است. بنابراین، جرم کربن، هیدروژن و اکسیژن به نسبت 40:6.72:53.28 است. اجازه دهید فرمول مورد نظر را برای گلوکز C x H y O z مشخص کنیم، که در آن x، y و z تعداد اتم های کربن، هیدروژن و اکسیژن در مولکول هستند. جرم اتم های این عناصر به ترتیب برابر با 12.01 است. 1.01 و 16.00 am بنابراین، مولکول گلوکز حاوی 12.01 x amu است. کربن، 1.01u amu هیدروژن و 16.00zа.u.m. اکسیژن. نسبت این جرم ها 12.01x: 1.01y: 16.00z است. اما ما قبلاً این رابطه را بر اساس داده های تجزیه و تحلیل گلوکز پیدا کرده ایم. از این رو:

12.01x: 1.01y: 16.00z = 40:6.72:53.28.

با توجه به خواص نسبت:

x: y: z = 40/12.01:6.72/1.01:53.28/16.00

یا x:y:z = 3.33:6.65:3.33 = 1:2:1.

بنابراین در یک مولکول گلوکز دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن در هر اتم کربن وجود دارد. این شرط با فرمول های CH 2 O ، C 2 H 4 O 2 ، C 3 H 6 O 3 و غیره برآورده می شود. اولین فرمول از این فرمول ها - CH 2 O- ساده ترین فرمول یا فرمول تجربی نامیده می شود. وزن مولکولی آن 30.02 است. برای فهمیدن فرمول واقعی یا مولکولی، باید جرم مولکولی یک ماده را دانست. هنگام گرم شدن، گلوکز بدون تبدیل شدن به گاز از بین می رود. اما وزن مولکولی آن را می توان با روش های دیگر تعیین کرد: برابر با 180 است. از مقایسه این وزن مولکولی با وزن مولکولی مربوط به ساده ترین فرمول، مشخص می شود که فرمول C 6 H 12 O 6 مربوط به گلوکز است.

بنابراین، فرمول شیمیایی تصویری از ترکیب یک ماده با استفاده از نمادهای عناصر شیمیایی، شاخص های عددی و برخی علائم دیگر است. انواع فرمول های زیر متمایز می شوند:

— ساده ترین که به طور تجربی با تعیین نسبت عناصر شیمیایی در یک مولکول و با استفاده از مقادیر جرم اتمی نسبی آنها به دست می آید (نمونه بالا را ببینید).

— مولکولی ، که با دانستن ساده ترین فرمول یک ماده و وزن مولکولی آن می توان به دست آورد (به مثال بالا مراجعه کنید).

— گویا ، نمایش گروه هایی از اتم های مشخصه کلاس های عناصر شیمیایی (R-OH - الکل ها ، R - COOH - اسیدهای کربوکسیلیک ، R - NH 2 - آمین های اولیه و غیره).

— ساختاری (گرافیکی) ، نشان دادن آرایش نسبی اتم ها در یک مولکول (می تواند دو بعدی (در یک صفحه) یا سه بعدی (در فضا) باشد).

— الکترونیکی، توزیع الکترون ها را در اوربیتال ها نمایش می دهد (فقط برای عناصر شیمیایی نوشته شده است، نه برای مولکول ها).

بیایید نگاهی دقیق تر به مثال مولکول اتیل الکل بیندازیم:

1. ساده ترین فرمول اتانول C2H6O است.
2. فرمول مولکولی اتانول C2H6O است.
3. فرمول منطقی اتانول C2H5OH است.

نمونه هایی از حل مسئله

مثال 1

مثال 2

اصلی:

کوزنتسوا N.E. و غیره. علم شیمی. کلاس هشتم - کلاس دهم - M.: Ventana-Graf، 2005-2007.

Kuznetsova N.E.، Litvinova T.N.، Levkin A.N.شیمی کلاس یازدهم در 2 قسمت 1384-1384.

اگوروف A.S.علم شیمی. کتاب درسی جدید برای آمادگی برای تحصیلات عالی. Rostov n/d: Phoenix, 2004.– 640 p.

اگوروف A.S. شیمی: یک دوره مدرن برای آمادگی برای آزمون یکپارچه دولتی. Rostov n/a: Phoenix, 2011. (2012) – 699 p.

اگوروف A.S.راهنمای خودآموزی برای حل مسائل شیمیایی. – Rostov-on-Don: Phoenix, 2000. – 352 p.

کتابچه راهنمای شیمی / معلم خصوصی برای متقاضیان ورود به دانشگاه. Rostov-n/D, Phoenix, 2005– 536 p.

Khomchenko G.P.، ​​Khomchenko I.G.. مشکلات شیمی برای متقاضیان ورود به دانشگاه. م.: دبیرستان. 2007.–302p.

اضافی:

Vrublevsky A.I.. مطالب آموزشی و آموزشی آمادگی برای آزمون متمرکز شیمی / A.I. Vrublevsky –Mn.: Unipress LLC، 2004. – 368 p.

Vrublevsky A.I.. 1000 مشکل در شیمی با زنجیره تبدیل و آزمون های کنترل برای دانش آموزان و متقاضیان - Mn.: Unipress LLC، 2003. - 400 p.

اگوروف A.S.. انواع مسائل محاسباتی در شیمی برای آمادگی برای آزمون دولتی - روستوف n/D: Phoenix، 2003. - 320 p.

Egorov A.S.، Aminova G.Kh.. وظایف و تمرینات معمولی برای آمادگی برای امتحان شیمی. – Rostov n/d: Phoenix, 2005. – 448 p.

آزمون دولتی واحد 1386. شیمی. مواد آموزشی و آموزشی برای آماده سازی دانش آموزان / FIPI - M.: Intellect-Center, 2007. – 272 p.

آزمون یکپارچه دولتی 2011. علم شیمی. بسته آموزشی و آموزشی ویرایش. A.A. کاورینا – م.: آموزش ملی، 2011.

تنها گزینه های واقعی برای انجام وظایف برای آماده شدن برای آزمون دولتی واحد. آزمون یکپارچه دولتی 2007. شیمی / V.Yu. میشینا، ای.ن. استرلنیکوا. M.: مرکز تست فدرال، 2007.–151 p.

کاورینا A.A. بانک بهینه وظایف برای آماده سازی دانش آموزان. آزمون یکپارچه دولتی 2012. شیمی. کتاب درسی./ A.A. کاورینا، دی.یو. دوبروتین، یو.ن. مدودف، M.G. Snastina – M.: Intellect-Center, 2012. – 256 p.

Litvinova T.N.، Vyskubova N.K.، Azhipa L.T.، Solovyova M.V.. تکالیف تستی علاوه بر آزمون برای دانش آموزان دوره های آمادگی مکاتبه ای 10 ماهه (دستورالعمل های روش شناختی). کراسنودار، 2004. – ص 18 – 70.

لیتوینووا T.N.. علم شیمی. آزمون یکپارچه دولتی 2011. تست های آموزشی Rostov n/d: Phoenix, 2011.– 349 p.

لیتوینووا T.N.. علم شیمی. تست های آزمون دولتی واحد. Rostov n/d.: Phoenix, 2012. - 284 p.

لیتوینووا T.N.. علم شیمی. قوانین، خواص عناصر و ترکیبات آنها. Rostov n/d.: Phoenix, 2012. - 156 p.

Litvinova T.N.، Melnikova E.D.، Solovyova M.V.., آژیپا L.T.، Vyskubova N.K.شیمی در وظایف برای متقاضیان دانشگاه - M.: Onyx Publishing House LLC: Mir and Education Publishing House, 2009. - 832 p.

مجتمع آموزشی و روش شناختی شیمی برای دانشجویان کلاس های پزشکی و زیستی، ویرایش. T.N. Litvinova – Krasnodar.: KSMU، – 2008.

علم شیمی. آزمون یکپارچه دولتی 2008. آزمون های ورودی، کمک آموزشی / ویرایش. V.N. دورونکینا. – Rostov n/d: Legion, 2008.– 271 p.

لیست وب سایت های شیمی:

1. الحمیک. http:// www. alhimik. ru

2. شیمی برای همه. کتاب مرجع الکترونیکی دوره کامل شیمی.

http:// www. informika. ru/ متن/ پایگاه داده/ علم شیمی/ شروع کنید. html

3. شیمی مدرسه - کتاب مرجع. http:// www. شیمی مدرسه. توسط. ru

4. معلم خصوصی شیمی. http://www. chemistry.nm.ru

منابع اینترنتی

الهیمیک. http:// www. alhimik. ru

شیمی برای همه کتاب مرجع الکترونیکی دوره کامل شیمی.

http:// www. informika. ru/ متن/ پایگاه داده/ علم شیمی/ شروع کنید. html

شیمی مدرسه - کتاب مرجع. http:// www. شیمی مدرسه. توسط. ru

http://www.classchem.narod.ru

معلم خصوصی شیمی. http://www. chemistry.nm.ru

http://www.aleng.ru/edu/chem.htm- منابع اینترنتی آموزشی شیمی

http://schoolchemistry.by.ru/- شیمی مدرسه این سایت این امکان را دارد که در تست های آنلاین در موضوعات مختلف و همچنین نسخه های آزمایشی آزمون یکپارچه دولتی شرکت کند.

شیمی و زندگی - قرن بیست و یکم: مجله علمی عامه پسند. http:// www. حج. ru

در این درس الگوریتمی برای جمع آوری فرمول های شیمیایی مواد بر اساس ظرفیت های شناخته شده عناصر شیمیایی مورد بحث قرار می گیرد. معلم دو روش مختلف برای استخراج فرمول شیمیایی یک ماده را توضیح خواهد داد.

2. تعیین تعداد واحدهای ظرفیت مشترک، برابر است با کوچکترین مضرب مشترک ظرفیت های عناصر: LCM (2،4) = 4.

3. تعیین تعداد اتم های هر عنصر شیمیایی در مولکول با تقسیم تعداد واحدهای ظرفیت مشترک بر ظرفیت عنصر.

4. فرمول ماده را بنویسید: SO 2.

مثال 2. بیایید یک فرمول برای ماده ای بسازیم که از اتم های فسفر (با ظرفیت V) و اتم های اکسیژن تشکیل شده است.

1. علائم عناصر را بنویسیم و ظرفیت آنها را بالای آنها نشان دهیم: .

2. تعداد واحدهای ظرفیت مشترک را بیابید: LCM(2.5)=10

3. تعداد اتم های فسفر را در مولکول بیابید: 10:5=2.

4. تعداد اتم های اکسیژن مولکول را بیابید: 10:2=5.

5. فرمول ماده را بنویسیم: .

برنج. 2. ترسیم فرمول شیمیایی اکسید فسفر

1. Emelyanova E.O., Iodko A.G. سازماندهی فعالیت های شناختی دانش آموزان در درس شیمی پایه های 8-9. نکات پایه با تکالیف عملی، تست ها: قسمت اول - م.: انتشارات مدرسه، 1381. (ص 33)

2. Ushakova O.V. کتاب کار شیمی: پایه هشتم: به کتاب درسی P.A. اورژکوفسکی و دیگران "شیمی. کلاس هشتم» / O.V. اوشاکووا، پی.آی. بسپالوف، پ.ا. اورژکوفسکی؛ زیر. ویرایش پروفسور P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat، 2006. (ص 36-38)

3. شیمی: پایه هشتم: کتاب درسی. برای آموزش عمومی مؤسسات / P.A. اورژکوفسکی، L.M. مشچریاکووا، ال.اس. پونتاک. M.: AST: Astrel، 2005. (§16)

4. شیمی: inorg. شیمی: کتاب درسی. برای کلاس هشتم آموزش عمومی مؤسسات / G.E. رودزیتیس، F.G. فلدمن - M.: آموزش، OJSC "کتاب های درسی مسکو"، 2009. (§§ 11،12)

5. دایره المعارف برای کودکان. جلد 17. شیمی / فصل. ed.V.A. ولودین، وید. علمی ویرایش آی. لینسون. - M.: آوانتا +، 2003.

منابع وب اضافی

1. مجموعه یکپارچه منابع آموزشی دیجیتال ().

2. نسخه الکترونیکی مجله "شیمی و زندگی" ().

مشق شب

1. ص 84 شماره 3،4از کتاب درسی "شیمی: کلاس هشتم" (P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005).

2. با. 38 شماره 9از کتاب کار در شیمی: پایه هشتم: تا کتاب درسی P.A. اورژکوفسکی و دیگران "شیمی. کلاس هشتم» / O.V. اوشاکووا، پی.آی. بسپالوف، پ.ا. اورژکوفسکی؛ زیر. ویرایش پروفسور P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat، 2006.

علم شیمی- علم ترکیب، ساختار، خواص و تبدیل مواد.

علم اتمی-مولکولی.مواد متشکل از ذرات شیمیایی (مولکول ها، اتم ها، یون ها) هستند که ساختار پیچیده ای دارند و از ذرات بنیادی (پروتون، نوترون، الکترون) تشکیل شده اند.

اتم- یک ذره خنثی متشکل از یک هسته مثبت و الکترون.

مولکول- گروه پایداری از اتم ها که با پیوندهای شیمیایی به هم متصل شده اند.

عنصر شیمیایی- نوعی اتم با بار هسته ای یکسان. عنصر نشان می دهد

که در آن X نماد عنصر است، ز– شماره سریال عنصر در جدول تناوبی عناصر D.I. مندلیف، آ- عدد جرمی. شماره سریال زبرابر با بار هسته اتم، تعداد پروتون های هسته اتم و تعداد الکترون های اتم است. عدد جرمی آبرابر با مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های یک اتم است. تعداد نوترون ها برابر با اختلاف است A–Z.

ایزوتوپ ها- اتم های یک عنصر با اعداد جرمی متفاوت.

جرم اتمی نسبی(A r) نسبت میانگین جرم یک اتم عنصری با ترکیب ایزوتوپی طبیعی به 1/12 جرم یک اتم ایزوتوپ کربن 12 C است.

وزن مولکولی نسبی(M r) نسبت میانگین جرم یک مولکول یک ماده با ترکیب ایزوتوپی طبیعی به 1/12 جرم یک اتم ایزوتوپ کربن 12 C است.

واحد جرم اتمی(a.u.m) – 1/12 جرم اتم ایزوتوپ کربن 12 C. 1 a.u. m = 1.66؟ 10-24 سال

خال- مقدار یک ماده حاوی تعداد واحدهای ساختاری (اتم، مولکول، یون) به تعداد اتم های موجود در 0.012 کیلوگرم ایزوتوپ کربن 12 C. خال- مقدار یک ماده حاوی 6.02 10 23 واحد ساختاری (اتم ها، مولکول ها، یون ها).

n = N/N A, جایی که n- مقدار ماده (مول)، ن- تعداد ذرات، الف N A- ثابت آووگادرو. مقدار یک ماده را می توان با علامت v نیز نشان داد.

ثابت آووگادرو N A = 6.02 10 23 ذرات در مول.

جرم مولیم(g/mol) - نسبت جرم ماده مترد) به مقدار ماده n(مول):

M = m/n،جایی که: m = M nو n = m/M.

حجم مولی گازوی ام(l/mol) - نسبت حجم گاز Vل) به مقدار ماده این گاز n(مول). در شرایط عادی V M = 22.4 لیتر در مول.

شرایط عادی:درجه حرارت t = 0 درجه سانتیگراد یا T = 273 K، فشار p = 1 اتمسفر = 760 میلی متر. HG هنر = 101,325 Pa = 101.325 kPa.

V M = V/n،جایی که: V = V M nو n = V/V M.

نتیجه یک فرمول کلی است:

n = m/M = V/V M = N/N A .

معادل- یک ذره واقعی یا ساختگی که با یک اتم هیدروژن برهمکنش می‌کند یا جایگزین آن می‌شود یا به نحو دیگری معادل آن است.

معادل جرم مولی M e– نسبت جرم یک ماده به تعداد معادل های این ماده: M e = m/n (معادله) .

در واکنش های تبادل بار، جرم مولی معادل ماده است

با جرم مولی مبرابر با: M e = M/(n ? m).

در واکنش های ردوکس، جرم مولی معادل یک ماده با جرم مولی است مبرابر با: M e = M/n(e)،جایی که n(e)- تعداد الکترون های منتقل شده

قانون معادل ها- جرم واکنش دهنده های 1 و 2 با جرم مولی معادل آنها متناسب است. m 1 /m 2= M E1/M E2،یا m 1 /M E1 = m 2 /M E2،یا n 1 = n 2،جایی که متر 1و متر 2- توده های دو ماده، M E1و M E2- جرم مولی معادل ها، n 1و n 2- تعداد معادل های این مواد.

برای حل ها، قانون معادل ها را می توان به صورت زیر نوشت:

c E1 V 1 = c E2 V 2، جایی که با E1، با E2، V 1و V 2– غلظت مولی معادل ها و حجم محلول های این دو ماده.

قانون گاز متحد: pV = nRT، جایی که پ- فشار (Pa, kPa) V– حجم (m 3, l) n- مقدار ماده گاز (مول)، تی -دما (K) تی(K) = تی(°C) + 273، آر- ثابت، R= 8.314 J/(K? mol)، با J = Pam 3 = kPa l.

دوگانگی موج - ذرهماده - این ایده که هر جسم می تواند هم ویژگی موجی و هم خاصیت جسمی داشته باشد. لوئیس دو بروگل فرمولی را پیشنهاد کرد که خواص موجی و جسمی اجسام را به هم متصل می کند: ? = h/(mV)،جایی که ساعت- ثابت پلانک، ? - طول موجی که مربوط به هر جسم با جرم است مترو سرعت V.اگرچه خواص موج برای همه اجسام وجود دارد، اما آنها را می توان فقط برای اجسام خرد با جرم به ترتیب جرم یک اتم و یک الکترون مشاهده کرد.

اصل عدم قطعیت هایزنبرگ: ?(mV x) ?х > h/2nیا ?V x ?x > h/(2?m)،جایی که متر- جرم ذرات، ایکس- مختصات آن، Vx- سرعت در جهت ایکس، ؟- عدم قطعیت، خطا در تعیین. اصل عدم قطعیت به این معنی است که نشان دادن همزمان موقعیت (مختصات) غیرممکن است. ایکس)و سرعت (V x)ذرات.

ذرات با جرم کوچک (اتم ها، هسته ها، الکترون ها، مولکول ها) به مفهوم مکانیک نیوتنی ذرات نیستند و توسط فیزیک کلاسیک قابل مطالعه نیستند. آنها توسط فیزیک کوانتوم مورد مطالعه قرار می گیرند.

عدد کوانتومی اصلیnمقادیر 1، 2، 3، 4، 5، 6 و 7 مربوط به سطوح الکترونیکی (لایه) K، L، M، N، O، P و Q را می گیرد.

مرحله– فضایی که الکترون هایی با تعداد یکسان در آن قرار دارند nالکترون‌های سطوح مختلف از نظر فضایی و انرژی از یکدیگر جدا می‌شوند nانرژی الکترون را تعیین می کند E(بیشتر nبیشتر E)و فاصله آربین الکترون ها و هسته (هر چه بیشتر nبیشتر ر).

عدد کوانتومی مداری (سمتی، سمتی).لبسته به تعداد مقادیر را می گیرد n:l= 0, 1,…(n- 1). به عنوان مثال، اگر n= 2، سپس l = 0، 1; اگر n= 3، سپس l = 0، 1، 2. شماره لسطح فرعی (زیرلایه) را مشخص می کند.

سطح فرعی– فضایی که الکترون ها با معین nو لسطوح فرعی یک سطح معین بسته به تعداد تعیین می شوند l:s- اگر l = 0, پ- اگر l = 1, د- اگر l = 2, f- اگر l = 3.سطوح فرعی یک اتم معین بسته به اعداد تعیین می شوند nو لبه عنوان مثال: 2s (n = 2, l = 0), 3d(n= 3, l = 2) و غیره. سطوح فرعی یک سطح معین دارای انرژی های متفاوتی هستند (هر چه بیشتر لبیشتر E): E s< E < Е А < … و اشکال مختلف اوربیتال ها که این سطوح فرعی را تشکیل می دهند: اوربیتال s شکل یک توپ را دارد، پ-اوربیتال به شکل یک دمبل و غیره است.

عدد کوانتومی مغناطیسیمتر 1جهت گشتاور مغناطیسی مداری را برابر با لدر فضا نسبت به میدان مغناطیسی خارجی و مقادیر زیر را می گیرد: - l،…-1، 0، 1،…l،یعنی کل (2 لیتر + 1) ارزش. به عنوان مثال، اگر l = 2، سپس m 1 =-2, -1, 0, 1, 2.

مداری(بخشی از یک سطح فرعی) - فضایی که الکترونها (بیشتر از دو) در آن قرار دارند n، l، m 1.سطح فرعی شامل 2 لیتر + 1مداری مثلا، د- سطح فرعی شامل پنج اوربیتال d است. اوربیتال های یک سطح فرعی با اعداد متفاوت متر 1،همین انرژی را دارند

عدد اسپین مغناطیسیام‌اسجهت گیری گشتاور مغناطیسی خود الکترون s برابر با؟ را نسبت به میدان مغناطیسی خارجی مشخص می کند و دو مقدار می گیرد: +? و _؟

الکترون ها در یک اتم طبق قوانین زیر سطوح، سطوح فرعی و اوربیتال ها را اشغال می کنند.

قانون پائولی:در یک اتم، دو الکترون نمی توانند چهار عدد کوانتومی یکسان داشته باشند. آنها باید حداقل در یک عدد کوانتومی متفاوت باشند.

از قانون پائولی چنین استنباط می‌شود که یک اوربیتال نمی‌تواند بیش از دو الکترون داشته باشد، یک سطح فرعی نمی‌تواند بیش از 2 (2l + 1) الکترون داشته باشد، یک سطح نمی‌تواند بیش از 2 الکترون داشته باشد. 2n 2الکترون ها

قانون کلچکوفسکی:سطوح فرعی الکترونیکی به ترتیب افزایش مقدار پر می شوند (n + l)،و در صورت همان مقدار (n+l)- به ترتیب افزایش تعداد n

شکل گرافیکی حکومت کلچکوفسکی.

طبق قانون کلچکوفسکی، سطوح فرعی به ترتیب زیر پر می شوند: 1s، 2s، 2р، 3s، Zр، 4s، 3d، 4r، 5s، 4d، 5r، 6s، 4f، 5d، 6p، 7s، 5f، 6d، 7p، 8s، …

اگرچه پر کردن سطوح فرعی طبق قانون کلچکوفسکی انجام می شود، اما در فرمول الکترونیکی سطوح فرعی به ترتیب بر اساس سطح نوشته می شوند: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4fبنابراین، فرمول الکترونیکی اتم برم به صورت زیر نوشته می شود: Br(35e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 .

پیکربندی الکترونیکی تعدادی از اتم ها با آنچه توسط قانون کلچکوفسکی پیش بینی شده بود متفاوت است. بنابراین، برای کروم و مس:

Сr(24e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1و مس (29e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1.

قانون هوندا (گوندا):پر شدن اوربیتال های یک زیرسطح معین به گونه ای انجام می شود که کل اسپین حداکثر باشد. اوربیتال های یک سطح فرعی معین ابتدا با یک الکترون در یک زمان پر می شوند.

پیکربندی‌های الکترونیکی اتم‌ها را می‌توان بر اساس سطوح، سطوح فرعی، اوربیتال‌ها نوشت. به عنوان مثال، فرمول الکترونیکی P(15e) را می توان نوشت:

الف) توسط سطوح)2)8)5;

ب) توسط سطوح فرعی 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3;

ج) توسط مداری

نمونه هایی از فرمول های الکترونیکی برخی اتم ها و یون ها:

V(23e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 3 4s 2;

V 3+ (20e) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2 4s 0.

بر اساس روش پیوند ظرفیت، پیوندی بین اتم های A و B از اشتراک یک جفت الکترون ایجاد می شود.

ظرفیت مشخص کننده توانایی اتم ها برای تشکیل پیوندهای شیمیایی است و برابر است با تعداد پیوندهای شیمیایی تشکیل شده توسط یک اتم. بر اساس روش پیوند ظرفیت، ظرفیت برابر است با تعداد جفت الکترون های مشترک و در مورد پیوند کووالانسی، ظرفیت برابر است با تعداد الکترون های جفت نشده در سطح بیرونی یک اتم در حالت زمین یا برانگیخته آن. .

به عنوان مثال، برای کربن و گوگرد:

اشباع پذیریپیوند کووالانسی: اتم ها تعداد محدودی پیوند برابر ظرفیت خود تشکیل می دهند.

هیبریداسیون اوربیتال های اتمی– اختلاط اوربیتال های اتمی (AO) سطوح فرعی مختلف اتم که الکترون های آن در تشکیل پیوندهای معادل؟ شرکت می کنند. هم ارزی اوربیتال هیبریدی (HO) هم ارزی پیوندهای شیمیایی تشکیل شده را توضیح می دهد. به عنوان مثال، در مورد یک اتم کربن چهار ظرفیتی یکی وجود دارد 2s–و سه 2p-الکترون برای توضیح هم ارزی چهار پیوند؟ تشکیل شده توسط کربن در مولکول های CH 4، CF 4 و غیره، یک اتمی s-و سه R-اوربیتال ها با چهار نمونه ترکیبی معادل جایگزین می شوند sp 3-اوربیتال ها:

تمرکزپیوند کووالانسی این است که در جهت حداکثر همپوشانی اوربیتال هایی که یک جفت الکترون مشترک را تشکیل می دهند تشکیل می شود.

بسته به نوع هیبریداسیون، اوربیتال های هیبریدی مکان خاصی در فضا دارند:

sp- خطی، زاویه بین محورهای اوربیتال ها 180 درجه است.

sp 2- مثلثی، زاویه بین محورهای اوربیتال ها 120 درجه است.

sp 3- چهار وجهی، زاویه بین محورهای اوربیتال 109 درجه است.

sp 3 d 1- مثلثی-دو هرمی، زوایای 90 درجه و 120 درجه؛

sp 2 d 1- مربع، زاویه بین محورهای اوربیتال 90 درجه است.

sp 3 d 2- هشت وجهی، زاویه بین محورهای اوربیتال 90 درجه است.

طبق نظریه اوربیتال های مولکولی، یک مولکول از هسته و الکترون تشکیل شده است. در مولکول ها، الکترون ها در اوربیتال های مولکولی (MO) قرار دارند. MO های الکترون های بیرونی ساختار پیچیده ای دارند و به عنوان ترکیبی خطی از اوربیتال های بیرونی اتم های سازنده مولکول در نظر گرفته می شوند. تعداد MO های تشکیل شده برابر است با تعداد AO های دخیل در تشکیل آنها. انرژی MO ها می تواند کمتر (MOs پیوندی)، برابر (MOs غیر پیوندی) یا بیشتر (MOs ضد پیوند)، نسبت به انرژی AOs باشد که آنها را تشکیل می دهد.

شرایط تعامل JSC

1. AO اگر انرژی های مشابهی داشته باشند برهم کنش می کنند.

2. AO ها در صورت همپوشانی با یکدیگر تعامل دارند.

3. اگر تقارن مناسب داشته باشند AO برهم کنش می کنند.

برای یک مولکول دو اتمی AB (یا هر مولکول خطی)، تقارن MO می تواند باشد:

اگر یک MO داده شده دارای یک محور تقارن باشد،

اگر MO داده شده دارای صفحه تقارن باشد،

اگر MO دارای دو صفحه متقارن عمود بر هم باشد.

وجود الکترون ها روی MO های پیوندی سیستم را تثبیت می کند، زیرا انرژی مولکول را در مقایسه با انرژی اتم ها کاهش می دهد. پایداری مولکول مشخص می شود دستور اوراق قرضه nمساوی با: n = (n نور – n اندازه)/2،جایی که n سبک و n اندازه -تعداد الکترون ها در اوربیتال های پیوندی و آنتی پیوندی.

پر شدن MO با الکترون طبق قوانینی مانند پر شدن AOs در یک اتم اتفاق می افتد، یعنی: قانون پائولی (نمی تواند بیش از دو الکترون در یک MO وجود داشته باشد)، قانون هوند (کل اسپین باید حداکثر باشد) و غیره. .

برهمکنش اتم های 1s-AO دوره اول (H و He) منجر به تشکیل پیوند?-MO و آنتی باند؟*-MO می شود:

فرمول های الکترونیکی مولکول ها، سفارشات پیوند nانرژی های پیوند تجربی Eو فواصل بین مولکولی آربرای مولکول های دو اتمی از اتم های دوره اول در جدول زیر آورده شده است:

سایر اتم های دوره دوم، علاوه بر 2s-AO، حاوی 2p x -، 2p y – و 2p z -AO هستند که پس از برهم کنش می توانند؟– و?-MO را تشکیل دهند. برای اتم های O، F، و Ne، انرژی 2s– و 2p-AOs به طور قابل توجهی متفاوت است و با توجه به برهمکنش بین 2s-AO دو اتم جدا از برهمکنش 2p-AO آنها. طرح MO برای مولکول های O 2، F 2، Ne 2 به شکل زیر است:

برای اتم های B، C، N، انرژی های 2s– و 2p-AO از نظر انرژی نزدیک هستند و 2s-AO یک اتم با 2p z-AO یک اتم دیگر برهم کنش دارد. بنابراین، ترتیب MOs در مولکول های B 2، C 2 و N 2 با ترتیب MOs در مولکول های O 2، F 2 و Ne 2 متفاوت است. در زیر طرح MO برای مولکول های B 2، C 2 و N 2 آمده است:

بر اساس طرح های MO داده شده، می توان برای مثال، فرمول های الکترونیکی مولکول های O 2 , O 2 + و O 2 را یادداشت کرد:

O 2 + (11e)؟ s2؟ s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *1 ? y *0)

n = 2 R = 0.121 نانومتر.

O 2 (12e)؟ s2؟ s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2) (? x *1 ? y *1)

n = 2.5 R = 0.112 نانومتر.

O 2 ?(13e)؟ s2؟ s *2 ? z 2 (? x 2 ? y 2)(? x *2 ? y *1)

n = 1.5 R = 0.126 نانومتر.

در مورد مولکول O 2، نظریه MO به ما اجازه می دهد تا قدرت بیشتر این مولکول را پیش بینی کنیم، زیرا n = 2، ماهیت تغییرات در انرژی های اتصال و فواصل بین هسته ای در سری O 2 + – O 2 – O 2 ?، و همچنین پارامغناطیس مولکول O 2، که MOs بالایی آن دارای دو الکترون جفت نشده است.

پیوند یونی- پیوند الکترواستاتیک بین یون های بارهای مخالف. یک پیوند یونی را می توان به عنوان یک مورد شدید از یک پیوند کووالانسی قطبی در نظر گرفت. اگر اختلاف الکترونگاتیوی اتم های X بیشتر از 1.5-2.0 باشد، پیوند یونی تشکیل می شود.

یک پیوند یونی است غیر جهت دار غیر اشباعارتباط در یک بلور NaCl، یون Na+ توسط تمام یون های کلر جذب می شود؟ و بدون توجه به جهت برهمکنش و تعداد یونها توسط سایر یونهای Na + دفع می شود. این امر پایداری بیشتر کریستال های یونی را در مقایسه با مولکول های یونی تعیین می کند.

پیوند هیدروژنی- پیوند بین یک اتم هیدروژن یک مولکول و یک اتم الکترونگاتیو (F, CI, N) یک مولکول دیگر.

وجود پیوند هیدروژنی خواص غیرعادی آب را توضیح می دهد: نقطه جوش آب بسیار بالاتر از آنالوگ های شیمیایی آن است: t kip (H 2 O) = 100 درجه سانتی گراد و t kip (H 2 S) = - 61 درجه سانتیگراد هیچ پیوند هیدروژنی بین مولکول های H 2 S تشکیل نمی شود.

انرژی(E)- توانایی تولید کار کار مکانیکی (A) به عنوان مثال، توسط گاز در طول انبساط آن انجام می شود: A = p?V.

واکنش هایی که با جذب انرژی رخ می دهد عبارتند از: گرماگیر

واکنش هایی که شامل آزاد شدن انرژی می شوند عبارتند از: گرمازا.

انواع انرژی:گرما، نور، انرژی الکتریکی، شیمیایی، هسته ای و غیره

انواع انرژی:جنبشی و پتانسیل.

انرژی جنبشی– انرژی یک جسم متحرک، این کاری است که یک جسم می تواند قبل از رسیدن به استراحت انجام دهد.

گرما (Q)- نوعی انرژی جنبشی - مرتبط با حرکت اتم ها و مولکول ها. هنگام برقراری ارتباط با جسم توده ای (متر)و ظرفیت گرمایی ویژه (ج) گرما Q دمای آن افزایش می یابد؟ t: ?Q = m با ?t،جایی که؟ t = ?Q/(c t).

انرژی پتانسیل- انرژی به دست آمده توسط جسم در نتیجه تغییر موقعیت در فضا توسط آن یا اجزای سازنده آن. انرژی پیوندهای شیمیایی نوعی انرژی پتانسیل است.

قانون اول ترمودینامیک:انرژی می تواند از نوعی به نوع دیگر منتقل شود، اما نمی تواند ناپدید شود یا ایجاد شود.

انرژی درونی (U) - مجموع انرژی جنبشی و بالقوه ذرات تشکیل دهنده بدن. گرمای جذب شده در واکنش برابر است با اختلاف انرژی داخلی محصولات و معرف های واکنش (Q = ?U = U 2 – U 1)،مشروط بر اینکه سیستم هیچ کاری روی محیط زیست انجام نداده باشد. اگر واکنش در فشار ثابت رخ دهد، گازهای آزاد شده در برابر نیروهای فشار خارجی عمل می کنند و گرمای جذب شده در طول واکنش برابر با مجموع تغییرات انرژی داخلی است. ?Uو کار A = p?V.این گرمای جذب شده در فشار ثابت را تغییر آنتالپی می نامند: Н = ?U + p?V،تعریف کردن آنتالپیچگونه H = U + pV.واکنش مواد مایع و جامد بدون تغییرات قابل توجهی در حجم رخ می دهد (?V = 0)، پس در مورد این واکنش ها چطور؟ ننزدیک به ?U (?Н = ?U). برای واکنش هایی با تغییر حجم داریم ?Н > ?U، اگر توسعه در حال انجام است، و ?N< ?U ، اگر فشرده سازی وجود داشته باشد.

تغییر در آنتالپی معمولاً به حالت استاندارد یک ماده گفته می شود: یعنی برای یک ماده خالص در یک حالت خاص (جامد، مایع یا گاز)، در فشار 1 atm = 101325 Pa، دمای 298 K و غلظت مواد 1 مول در لیتر.

آنتالپی استاندارد تشکیل؟- گرمای آزاد شده یا جذب شده در طی تشکیل 1 مول از یک ماده از مواد ساده تشکیل دهنده آن، در شرایط استاندارد. مثلا، ?N arr.(NaCl) = -411 کیلوژول بر مول. به این معنی که در واکنش Na(s) + ?Cl 2 (g) = NaCl(s) وقتی 1 مول NaCl تشکیل می شود، 411 کیلوژول انرژی آزاد می شود.

آنتالپی استاندارد واکنش؟H- تغییر در آنتالپی در طی یک واکنش شیمیایی که با فرمول تعیین می شود: ?N = ?N arr.(محصولات) – ?N arr.(معرف ها).

بنابراین برای واکنش NH 3 (g) + HCl (g) = NH 4 Cl (tv)، دانستن H o 6 p (NH 3) = -46 kJ/mol، H o 6 p (HCl) = -92 kJ/mol و?H o 6 p (NH 4 Cl) = -315 kJ/mol داریم:

H = ?H o 6 p (NH 4 Cl) - ?H o 6 p (NH 3) - ?H o 6 p (HCl) = -315 - (-46) - (-92) = -177 کیلوژول.

اگر؟ ن< 0، سپس واکنش گرمازا است. اگر؟ N> 0، سپس واکنش گرماگیر است.

قانونهس: آنتالپی استاندارد یک واکنش به آنتالپی استاندارد واکنش دهنده ها و محصولات بستگی دارد و به مسیر واکنش بستگی ندارد.

فرآیندهای خود به خودی می توانند نه تنها گرمازا باشند، یعنی فرآیندهایی با کاهش انرژی (?ن< 0)، اما می تواند فرآیندهای گرماگیر نیز باشد، یعنی فرآیندهایی با افزایش انرژی (?N> 0). در تمام این فرآیندها، "بی نظمی" سیستم افزایش می یابد.

آنتروپیاس - یک کمیت فیزیکی که درجه بی نظمی سیستم را مشخص می کند. S – آنتروپی استاندارد، ?S – تغییر در آنتروپی استاندارد. اگر?S > 0، اختلال افزایش می یابد اگر AS< 0, то беспорядок системы уменьшается. Для процессов в которых растет число частиц, ?S >0. برای فرآیندهایی که در آنها تعداد ذرات کاهش می یابد، ?S< 0. Например, энтропия меняется в ходе реакций:

CaO(sol) + H 2 O (l) = Ca(OH) 2 (sol), ?S< 0;

CaCO 3 (tv) = CaO (tv) + CO 2 (g)، ?S > 0.

فرآیندها به طور خود به خود با آزاد شدن انرژی رخ می دهند، یعنی برای کدام؟ ن< 0، و با افزایش آنتروپی، یعنی برای کدام؟S > 0. در نظر گرفتن هر دو عامل منجر به بیان انرژی گیبس: G = H – TSیا؟ G = ?H – T?S.واکنش هایی که در آنها انرژی گیبس کاهش می یابد، یعنی ?G< 0, могут идти самопроизвольно. Реакции, в ходе которых энергия Гиббса увеличивается, т. е. ?G >0، خود به خود پیش نروید. شرط G = 0 به این معنی است که بین محصولات و واکنش دهنده ها تعادل برقرار شده است.

در دمای پایین، زمانی که مقدار تینزدیک به صفر است، فقط واکنش های گرمازا رخ می دهد، زیرا T?S– کمی و؟G = ? ن< 0. در دماهای بالا مقادیر T?Sعالی است، و از اندازه نادیده گرفته می شود؟ N،ما داریم؟G = - T?S،به عنوان مثال، فرآیندهایی با افزایش آنتروپی به طور خود به خود رخ خواهند داد، که برای آن؟S > 0، a?G< 0. При этом чем больше по абсолютной величине значение?G, тем более полно проходит данный процесс.

مقدار AG برای یک واکنش خاص را می توان با فرمول تعیین کرد:

G = ?С arr (محصولات) – ?G o b p (معرفها).

در این حالت مقادیر ?G o br و همچنین؟ N arr.و?S o br برای تعداد زیادی از مواد در جداول ویژه آورده شده است.

سرعت واکنش شیمیایی(v) با تغییر غلظت مولی واکنش دهنده ها در واحد زمان تعیین می شود:

جایی که v- سرعت واکنش، s - غلظت مولی معرف، تی- زمان.

سرعت یک واکنش شیمیایی به ماهیت واکنش دهنده ها و شرایط واکنش (دما، غلظت، وجود کاتالیزور و غیره) بستگی دارد.

اثر تمرکز که دردر مورد واکنش‌های ساده، سرعت واکنش متناسب با حاصلضرب غلظت واکنش‌دهنده‌ها است که در توان‌هایی برابر با ضرایب استوکیومتری آنها گرفته می‌شود.

برای واکنش

که در آن 1 و 2 به ترتیب جهت واکنش های رو به جلو و معکوس هستند:

v 1 = k 1 ? [صبح ؟ [B]n و

v 2 = k 2 ? [C]p [D]q

جایی که v- واکنش سرعت، ک– ثابت سرعت، [A] – غلظت مولی ماده A.

مولکولی بودن واکنش- تعداد مولکول های شرکت کننده در یک واکنش اولیه. برای واکنش های ساده، به عنوان مثال: mA + nB> рС + qD،مولکولی برابر با مجموع ضرایب است (m + n).واکنش ها می توانند تک مولکولی، دو مولکولی و به ندرت سه مولکولی باشند. واکنش هایی با وزن مولکولی بالاتر رخ نمی دهد.

دستور واکنشبرابر است با مجموع توان درجات غلظت در بیان تجربی سرعت یک واکنش شیمیایی. بنابراین، برای یک واکنش پیچیده

mA + nB > рС + qDبیان تجربی برای سرعت واکنش است

v 1 = k 1 ? [آ] ؟ ? [که در] ؟ و ترتیب واکنش (? + ?) است. که در آن؟ و به صورت تجربی یافت می شوند و ممکن است منطبق نباشند مترو nبر این اساس، از آنجایی که معادله یک واکنش پیچیده حاصل چندین واکنش ساده است.

اثر دما.سرعت یک واکنش به تعداد برخورد موثر بین مولکول ها بستگی دارد. افزایش دما باعث افزایش تعداد مولکول های فعال می شود و انرژی لازم برای انجام واکنش را به آنها می دهد. انرژی فعال سازی E عمل کرده و سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می دهد.

قانون وانت هافهنگامی که دما 10 درجه افزایش می یابد، سرعت واکنش 2 تا 4 برابر افزایش می یابد. از نظر ریاضی به صورت زیر نوشته می شود:

v 2 = v 1 ? ?(t 2 - t 1)/10

که در آن v 1 و v 2 سرعت واکنش در دمای اولیه (t 1) و نهایی (t 2) است،؟ - ضریب دمایی سرعت واکنش، که نشان می دهد با افزایش دما به میزان 10 درجه، چند برابر سرعت واکنش افزایش می یابد.

به طور دقیق تر، وابستگی سرعت واکنش به دما بیان می شود معادله آرنیوس:

k = A؟ ه - E/(RT)

جایی که ک- نرخ ثابت، آ- ثابت مستقل از دما، e = 2.71828، E- انرژی فعال سازی، R= 8.314 J/(K? mol) - ثابت گاز. تی- دما (K). مشاهده می شود که ثابت سرعت با افزایش دما و کاهش انرژی فعال سازی افزایش می یابد.

یک سیستم در حالت تعادل است اگر وضعیت آن در طول زمان تغییر نکند. برابری سرعت واکنش های رو به جلو و معکوس شرط حفظ تعادل سیستم است.

نمونه ای از واکنش برگشت پذیر واکنش است

N 2 + 3H 2 - 2NH 3.

قانون کنش جمعی:نسبت حاصلضرب غلظت محصولات واکنش به حاصلضرب غلظت مواد شروع کننده (همه غلظت ها با توان برابر با ضرایب استوکیومتری آنها نشان داده شده اند) ثابت است به نام ثابت تعادل

ثابت تعادل اندازه گیری پیشرفت یک واکنش رو به جلو است.

K = O - واکنش مستقیم رخ نمی دهد.

K =? - واکنش مستقیم به پایان می رسد.

K > 1 - تعادل به سمت راست منتقل می شود.

به< 1 - تعادل به سمت چپ منتقل می شود.

ثابت تعادل واکنش بهمربوط به بزرگی تغییر در انرژی استاندارد گیبس?G برای همان واکنش است:

G= - RTلوگاریتم ک،یا؟G = -2.3RTال جی ک،یا K= 10 -0.435?G/RT

اگر K > 1، سپس lg ک> 0 و؟G< 0, т. е. если равновесие сдвинуто вправо, то реакция – переход от исходного состояния к равновесному – идет самопроизвольно.

اگر به< 1، سپس lg ک < 0 и?G >0، یعنی اگر تعادل به چپ منتقل شود، واکنش خود به خود به سمت راست نمی رود.

قانون تغییر تعادل:اگر تأثیر خارجی بر روی یک سیستم در حالت تعادل اعمال شود، فرآیندی در سیستم ایجاد می شود که با تأثیر خارجی مقابله می کند.

واکنش های ردوکس- واکنش هایی که با تغییر در حالت اکسیداسیون عناصر رخ می دهد.

اکسیداسیون- فرآیند اهدای الکترون

بهبود- فرآیند افزودن الکترون

اکسید کننده- اتم، مولکول یا یونی که الکترون ها را می پذیرد.

عامل کاهنده- اتم، مولکول یا یونی که الکترون اهدا می کند.

عوامل اکسید کننده، الکترون ها را می پذیرند، به شکل کاهش یافته می روند:

F 2 [تقریبا ] + 2e > 2F؟ [بازیابی شده].

احیا کننده ها که الکترون ها را رها می کنند، به شکل اکسید شده می روند:

Na 0 [بازیابی ] – 1e > Na + [تقریبا].

تعادل بین اشکال اکسید شده و احیا شده توسط معادلات نرنستبرای پتانسیل ردوکس:

جایی که E 0- مقدار استاندارد پتانسیل ردوکس؛ n- تعداد الکترون های منتقل شده [بازیابی شد ] و [تقریبا ] به ترتیب غلظت مولی این ترکیب در اشکال احیا شده و اکسید شده است.

مقادیر پتانسیل الکترود استاندارد E 0در جداول آورده شده است و خواص اکسیداتیو و احیا ترکیبات را مشخص می کند: ارزش آن مثبت تر است E 0،هر چه خواص اکسید کننده قوی تر باشد و ارزش آن منفی تر باشد E 0،خواص ترمیمی قوی تر است.

مثلا برای F 2 + 2e - 2F؟ E 0 = 2.87 ولت و برای Na + + 1e - Na 0 E 0 =-2.71 ولت (فرایند همیشه برای واکنش های کاهش ثبت می شود).

یک واکنش ردوکس ترکیبی از دو نیمه واکنش اکسیداسیون و احیا است و با نیروی الکتروموتور (emf) مشخص می شود؟ E 0:?E 0= ?E 0 باشه – ?E 0 بازیابی، جایی که E 0 باشهو E 0 بازیابی- پتانسیل استاندارد عامل اکسید کننده و عامل کاهنده برای این واکنش.

E.m.f. واکنش ها؟ E 0به تغییر انرژی آزاد گیبس?G و ثابت تعادل واکنش مربوط می شود به:

?G = – nF?E 0یا؟ E = (RT/nF)لوگاریتم ک.

E.m.f. واکنش در غلظت های غیر استاندارد؟ Eمساوی با: ؟ E =?E 0 - (RT/nF) ? Ig کیا؟ E =?E 0 -(0,059/n)lg ک.

در حالت تعادل؟G = 0 و?E = 0، از کجا می آید؟ E =(0.059/n)lg کو K = 10 n?E/0.059 .

برای اینکه واکنش خود به خود ادامه یابد، روابط زیر باید رعایت شود: ?G< 0 или ک >> 1، شرط مربوط به کدام است؟ E 0> 0. بنابراین، برای تعیین امکان واکنش ردوکس معین، باید مقدار را محاسبه کرد؟ E 0.اگر؟ E 0 > 0، واکنش در حال انجام است. اگر؟ E 0< 0، بدون پاسخ

سلول های گالوانیکی- دستگاه هایی که انرژی یک واکنش شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.

سلول گالوانیکی دانیلشامل الکترودهای روی و مس است که به ترتیب در محلول های ZnSO 4 و CuSO 4 غوطه ور شده اند. محلول های الکترولیت از طریق یک پارتیشن متخلخل ارتباط برقرار می کنند. در این حالت، اکسیداسیون روی الکترود روی اتفاق می‌افتد: Zn > Zn 2+ + 2e و کاهش روی الکترود مس رخ می‌دهد: Cu 2+ + 2e > Cu. به طور کلی، واکنش به این صورت است: Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu.

آند- الکترودی که روی آن اکسیداسیون رخ می دهد. کاتد– الکترودی که احیا روی آن صورت می گیرد. در سلول های گالوانیکی، آند دارای بار منفی و کاتد دارای بار مثبت است. در نمودارهای المان، فلز و ملات با یک خط عمودی و دو ملات با یک خط عمودی دوتایی از هم جدا می شوند.

بنابراین، برای واکنش Zn + CuSO 4 = ZnSO 4 + Cu، نمودار مدار سلول گالوانیکی نوشته شده است: (-)Zn | ZnSO 4 || CuSO 4 | مس (+).

نیروی الکتروموتور (emf) واکنش است؟ E 0 = E 0 ok – E 0 بازیابی= E 0(Cu 2+ /Cu) – E 0(Zn 2+ /Zn) = 0.34 – (-0.76) = 1.10 V. به دلیل تلفات، ولتاژ ایجاد شده توسط المان کمی کمتر از؟ E 0.اگر غلظت محلول ها با محلول های استاندارد برابر با 1 mol/l متفاوت باشد، پس E 0 باشهو E 0 بازیابیبا استفاده از معادله Nernst محاسبه می شود و سپس emf محاسبه می شود. سلول گالوانیکی مربوطه

عنصر خشکشامل یک بدنه روی، خمیر NH 4 Cl با نشاسته یا آرد، مخلوطی از MnO 2 با گرافیت و یک الکترود گرافیت است. در طول عملیات آن، واکنش زیر رخ می دهد: Zn + 2NH 4 Cl + 2MnO 2 = Cl + 2MnOOH.

نمودار عنصر: (-)Zn | NH4Cl | MnO 2، C(+). E.m.f. عنصر - 1.5 ولت.

باتری هایک باتری سربی شامل دو صفحه سربی است که در محلول اسید سولفوریک 30 درصد غوطه ور شده و با لایه ای از PbSO 4 نامحلول پوشانده شده است. هنگام شارژ باتری، فرآیندهای زیر روی الکترودها رخ می دهد:

PbSO 4 (tv) + 2e > Pb (tv) + SO 4 2-

PbSO 4 (tv) + 2H 2 O > PbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e

هنگامی که باتری تخلیه می شود، فرآیندهای زیر روی الکترودها رخ می دهد:

Pb(tv) + SO 4 2- > PbSO 4 (tv) + 2e

PbO 2 (tv) + 4H + + SO 4 2- + 2e > PbSO 4 (tv) + 2H 2 O

واکنش کل را می توان به صورت زیر نوشت:

برای کارکرد، باتری نیاز به شارژ منظم و نظارت بر غلظت اسید سولفوریک دارد که ممکن است در حین کار باتری کمی کاهش یابد.

کسر جرمی ماده در محلول w برابر با نسبت جرم ماده حل شده به جرم محلول: w = m آب / متر محلولیا w = m in-va /(V ? ?)، زیرا m محلول = V p-pa ? ?r-ra.

غلظت مولی با برابر با نسبت تعداد مول های املاح به حجم محلول: c = n(مول)/ V(ل) یا c = m/(M? V(ل )).

غلظت مولی معادل ها (غلظت طبیعی یا معادل) با eبرابر است با نسبت تعداد معادل های یک ماده محلول به حجم محلول: با e = n(معادل مول)/ V(ل) یا با e = m/(M e؟ V(l)).

تفکیک الکترولیتی- تجزیه الکترولیت به کاتیون ها و آنیون ها تحت تأثیر مولکول های حلال قطبی.

درجه تفکیک؟– نسبت غلظت مولکول های تفکیک شده (با دیس) به غلظت کل مولکول های محلول (با حجم): ? = با دیس / با ob.

الکترولیت ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد قوی(؟ ~ 1) و ضعیف.

الکترولیت های قوی(برای آنها؟ ~ 1) - نمک ها و بازهای محلول در آب، و همچنین برخی از اسیدها: HNO 3، HCl، H 2 SO 4، HI، HBr، HClO 4 و غیره.

الکترولیت های ضعیف(برای آنها؟<< 1) – Н 2 O, NH 4 OH, малорастворимые основания и соли и многие кислоты: HF, H 2 SO 3 , H 2 CO 3 , H 2 S, CH 3 COOH и другие.

معادلات واکنش یونی که دردر معادلات یونی واکنش‌ها، الکترولیت‌های قوی به صورت یون و الکترولیت‌های ضعیف، مواد و گازهای کم محلول به صورت مولکول نوشته می‌شوند. مثلا:

CaCO 3 v + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 ^

CaCO 3 v + 2H + + 2Cl؟ = Ca 2 + + 2Cl؟ + H 2 O + CO 2 ^

CaCO 3 v + 2H + = Ca 2 + + H 2 O + CO 2 ^

واکنش های بین یون هابه سمت تشکیل ماده ای بروید که یون های کمتری تولید کند، یعنی به سمت الکترولیت ضعیف تر یا ماده ای کمتر محلول.

اجازه دهید قانون عمل جرم را برای تعادل بین یون ها و مولکول ها در محلول یک الکترولیت ضعیف، به عنوان مثال اسید استیک، اعمال کنیم:

CH 3 COOH - CH 3 COO؟ +H+

ثابت های تعادل برای واکنش های تفکیک نامیده می شوند ثابت های تفکیکثابت های تفکیک تفکیک الکترولیت های ضعیف را مشخص می کنند: هرچه این ثابت کمتر باشد، الکترولیت ضعیف کمتر تجزیه می شود، ضعیف تر است.

اسیدهای پلی بازیک به صورت مرحله ای تفکیک می شوند:

H 3 PO 4 - H + + H 2 PO 4 ?

ثابت تعادل واکنش تفکیک کل برابر است با حاصلضرب ثابت های تک تک مراحل تفکیک:

N 3 PO 4 - ZN + + PO 4 3-

قانون رقیق سازی استوالد:درجه تفکیک یک الکترولیت ضعیف (a) با کاهش غلظت آن افزایش می یابد، به عنوان مثال، با رقت:

اثر یک یون مشترک بر تفکیک الکترولیت ضعیف:افزودن یک یون مشترک باعث کاهش تفکیک الکترولیت ضعیف می شود. بنابراین، هنگام اضافه کردن CH 3 COOH به محلولی از یک الکترولیت ضعیف

CH 3 COOH - CH 3 COO؟ +H+؟<< 1

یک الکترولیت قوی حاوی یک یون مشترک با CH 3 COOH، به عنوان مثال یک یون استات، به عنوان مثال CH3 COONa

CH 3 COOna - CH 3 COO؟ + Na +؟ = 1

غلظت یون استات افزایش می‌یابد و تعادل تفکیک CH3COOH به سمت چپ تغییر می‌کند، یعنی تفکیک اسید کاهش می‌یابد.

فعالیت یونی آ - غلظت یک یون که در خواص آن آشکار می شود.

عامل فعالیتf- نسبت فعالیت یونی آتمرکز کردن با: f= a/cیا آ = fc

اگر f = 1 باشد، یونها آزاد هستند و با یکدیگر برهمکنش ندارند. این در محلول های بسیار رقیق، در محلول های الکترولیت های ضعیف و غیره رخ می دهد.

اگر f< 1, то ионы взаимодействуют между собой. Чем меньше f, тем больше взаимодействие между ионами.

ضریب فعالیت به قدرت یونی محلول I بستگی دارد: هر چه قدرت یونی بالاتر باشد، ضریب فعالیت کمتر است.

قدرت یونی محلول من بستگی به هزینه ها دارد z و غلظت یونها:

من = 0.52?s z 2 .

ضریب فعالیت به بار یون بستگی دارد: هرچه بار یون بیشتر باشد، ضریب فعالیت کمتر است. از نظر ریاضی، وابستگی ضریب فعالیت fروی قدرت یونی منو بار یون zبا استفاده از فرمول Debye-Hückel نوشته شده است:

ضرایب فعالیت یونی را می توان با استفاده از جدول زیر تعیین کرد:

آب، یک الکترولیت ضعیف، تجزیه می شود و یون های H+ و OH را تشکیل می دهد. این یون ها هیدراته هستند، یعنی با چندین مولکول آب ترکیب می شوند، اما برای سادگی به صورت غیر هیدراته نوشته می شوند.

H 2 O - H + + OH؟.

بر اساس قانون عمل جرم، برای این تعادل:

غلظت مولکول های آب [H 2 O ] یعنی تعداد مول ها در 1 لیتر آب را می توان ثابت و برابر [H 2 O] = 1000 g/l : 18 g/mol = 55.6 mol/l در نظر گرفت. از اینجا:

به[H 2 O] = به(H 2 O ) = [H + ] = 10 -14 (22 درجه سانتیگراد).

محصول یونی آب– حاصل ضرب غلظت [H + ] و – مقداری ثابت در دمای ثابت و برابر با 10-14 در دمای 22 درجه سانتی گراد است.

محصول یونی آب با افزایش دما افزایش می یابد.

مقدار pH– لگاریتم منفی غلظت یون های هیدروژن: pH = – log. به طور مشابه: pOH = – log.

با گرفتن لگاریتم حاصلضرب یونی آب: pH + pHOH = 14.

مقدار pH واکنش محیط را مشخص می کند.

اگر pH = 7، آنگاه [H + ] = یک محیط خنثی است.

اگر PH< 7, то [Н + ] >- محیط اسیدی

اگر pH > 7 باشد، [H + ]< – щелочная среда.

محلول های بافر محلول هایی هستند که دارای غلظت معینی از یون های هیدروژن هستند. PH این محلول ها در صورت رقیق شدن تغییر نمی کند و با افزودن مقادیر کمی اسید و قلیا کمی تغییر می کند.

I. محلولی از اسید ضعیف HA، غلظت – از اسید، و نمک آن با باز قوی BA، غلظت – از نمک. به عنوان مثال، بافر استات محلولی از اسید استیک و استات سدیم است: CH 3 COOH + CHgCOONa.

pH = pK اسیدی + log (نمک در ثانیه ترش).

II. محلولی از باز ضعیف BOH، غلظت - از بازی، و نمک آن با اسید قوی BA، غلظت - از نمک. به عنوان مثال، بافر آمونیاک محلولی از هیدروکسید آمونیوم و کلرید آمونیوم NH 4 OH + NH 4 Cl است.

pH = 14 – рК پایه – لاگ (با نمک/با پایه).

هیدرولیز نمک ها– برهمکنش یون های نمک با آب برای تشکیل یک الکترولیت ضعیف.

نمونه هایی از معادلات واکنش هیدرولیز.

یک نمک از یک باز قوی و یک اسید ضعیف تشکیل می شود:

Na 2 CO 3 + H 2 O - NaHCO 3 + NaOH

2Na + + CO 3 2- + H 2 O - 2Na + + HCO 3 ? +اوه؟

CO 3 2- + H 2 O - HCO 3 ? + OH؟، pH > 7، محیط قلیایی.

در مرحله دوم، هیدرولیز عملا رخ نمی دهد.

II. نمک از یک باز ضعیف و یک اسید قوی تشکیل می شود:

AlCl 3 + H 2 O - (AlOH)Cl 2 + HCl

Al 3+ + 3Cl؟ + H 2 O - AlOH 2 + + 2Cl؟ + H + + Cl؟

Al 3 + H 2 O - AlOH 2 + + H +، pH< 7.

در مرحله دوم هیدرولیز کمتر اتفاق می افتد و در مرحله سوم عملا هیدرولیز وجود ندارد.

III. نمک از یک باز قوی و یک اسید قوی تشکیل می شود:

K + + NO 3 ? + H 2 O ? بدون هیدرولیز، pH؟ 7.

IV. نمک از یک باز ضعیف و یک اسید ضعیف تشکیل می شود:

CH 3 COONH 4 + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH

CH 3 COO؟ + NH 4 + + H 2 O - CH 3 COOH + NH 4 OH، pH = 7.

در برخی موارد که نمک توسط بازها و اسیدهای بسیار ضعیف تشکیل می شود، هیدرولیز کامل اتفاق می افتد. در جدول حلالیت چنین نمک هایی نماد "تجزیه شده توسط آب" است:

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 v + 3H 2 S^

امکان هیدرولیز کامل باید در واکنش های مبادله ای در نظر گرفته شود:

Al 2 (SO 4) 3 + 3Na 2 CO 3 + 3H 2 O = 2Al(OH) 3 v + 3Na 2 SO 4 + 3CO 2 ^

درجه هیدرولیزساعت - نسبت غلظت مولکول های هیدرولیز شده به غلظت کل مولکول های محلول.

برای نمک های تشکیل شده توسط یک باز قوی و یک اسید ضعیف:

= فصلрOH = – log، рН = 14 – рOH.

از بیان چنین بر می آید که درجه هیدرولیز ساعت(یعنی هیدرولیز) افزایش می یابد:

الف) با افزایش دما، با افزایش K(H2O).

ب) با کاهش تفکیک اسید تشکیل دهنده نمک: هرچه اسید ضعیف تر باشد، هیدرولیز بیشتر است.

ج) با رقت: هر چه c کوچکتر باشد، هیدرولیز بیشتر است.

برای نمک های تشکیل شده توسط یک باز ضعیف و یک اسید قوی

[H + ] = فصل pH = - ورود به سیستم.

برای نمک های تشکیل شده توسط یک باز ضعیف و یک اسید ضعیف

پروتولیز- فرآیند انتقال پروتون

پروتولیت ها- اسیدها و بازهایی که پروتون اهدا و پذیرش می کنند.

اسید- مولکول یا یونی که قادر به اهدای پروتون است. هر اسید یک باز مزدوج مربوطه دارد. قدرت اسیدها با ثابت اسید مشخص می شود K k.

H 2 CO 3 + H 2 O - H 3 O + + HCO 3 ?

K k = 4 ? 10 -7

3+ + H 2 O - 2 + + H 3 O +

K k = 9 ? 10 -6

پایه- مولکول یا یونی که می تواند پروتون را بپذیرد. هر باز دارای یک اسید مزدوج مربوطه است. استحکام پایه ها با ثابت پایه مشخص می شود K 0.

NH3 H 2 O (H 2 O) - NH 4 + + OH؟

K 0 = 1,8 ?10 -5

آمفولیت ها- پیش سنگ هایی که قادر به آزادسازی و به دست آوردن پروتون هستند.

HCO3 + H 2 O - H 3 O + + CO 3 2-

HCO3 - اسید.

HCO3 + H 2 O - H 2 CO 3 + OH؟

HCO3 - پایه.

برای آب: H 2 O + H 2 O - H 3 O + + OH؟

K(H 2 O) = [H 3 O + ] = 10 -14 و pH = – log.

ثابت ها K kو K 0زیرا اسیدها و بازهای مزدوج به هم مرتبط هستند.

HA + H 2 O - H 3 O + + A?،

آ؟ + H 2 O - HA + OH؟،

در یک سیستم متشکل از یک محلول و یک رسوب، دو فرآیند رخ می دهد - انحلال رسوب و رسوب. برابری نرخ این دو فرآیند شرط تعادل است.

محلول اشباع شده- محلولی که با رسوب در تعادل است.

قانون عمل جرم اعمال شده برای تعادل بین رسوب و محلول به دست می دهد:

از آنجا که = ثابت،

به = Ks(AgCl) = .

به طور کلی داریم:

آ مترب n(تلویزیون) - مترآ +n+nب -m

K s (آ مترب ن)= [A +n ] متر[که در -m ] n .

ثابت حلالیتK s(یا محصول حلالیت PR) - محصول غلظت یون در محلول اشباع یک الکترولیت کمی محلول - یک مقدار ثابت است و فقط به دما بستگی دارد.

حلالیت یک ماده کم محلول س را می توان بر حسب مول در لیتر بیان کرد. بسته به اندازه سمواد را می توان به مواد کم محلول تقسیم کرد< 10 -4 моль/л, среднерастворимые – 10 -4 моль/л? س? 10-2 mol/l و بسیار محلول است س> 10-2 مول در لیتر.

حلالیت ترکیبات به محصول حلالیت آنها مربوط می شود.

در مورد AgCl: AgCl - Ag + + Cl؟

K s= :

الف) شرایط تعادل بین رسوب و محلول: = Ks.

ب) شرایط رسوب: > K s ;در طول رسوب، غلظت یون کاهش می یابد تا زمانی که تعادل برقرار شود.

ج) شرط حل شدن رسوب یا وجود محلول اشباع:< K s ;با حل شدن رسوب، غلظت یون افزایش می یابد تا زمانی که تعادل برقرار شود.

ترکیبات هماهنگ (مختلط) ترکیباتی با پیوند دهنده - گیرنده هستند.

برای K 3:

یون های کره بیرونی - 3K +،

یون کره داخلی - 3-،

عامل کمپلکس - Fe 3+،

لیگاندها - 6CN؟، دندانه آنها - 1،

شماره هماهنگی – 6.

نمونه هایی از عوامل کمپلکس کننده: Ag +، Cu 2+، Hg 2+، Zn 2+، Ni 2+، Fe 3+، Pt 4+ و غیره.

نمونه هایی از لیگاندها: مولکول های قطبی H 2 O، NH 3، CO و آنیون های CN?، Cl?، OH? و غیره.

شماره های هماهنگی: معمولاً 4 یا 6، کمتر 2، 3 و غیره.

نامگذاری.آنیون ابتدا (در حالت اسمی) و سپس کاتیون (در حالت جنسی) نامگذاری می شود. نام برخی لیگاندها: NH 3 - ammin، H 2 O - aquo، CN؟ - سیانو، کلر؟ - کلرو، اوه؟ - هیدروکسو نام شماره های هماهنگی: 2 – دی، 3 – سه، 4 – تترا، 5 – پنتا، 6 – هگزا. حالت اکسیداسیون عامل کمپلکس نشان داده شده است:

کلرید کلرید دیامین نقره (I).

SO 4 - سولفات مس تترامین (II)؛

K3 - هگزاسیانوفرات پتاسیم (III).

نظریه پیوند ظرفیت هیبریداسیون اوربیتال های اتم مرکزی را فرض می کند. محل اوربیتال های هیبریدی حاصل، هندسه مجتمع ها را تعیین می کند.

یون کمپلکس دیامغناطیس Fe(CN) 6 4-.

یون سیانید - دهنده

یون آهن Fe 2+ – پذیرنده – دارای فرمول است 3d 6 4s 0 4p 0. با در نظر گرفتن ماهیت دیامغناطیسی کمپلکس (همه الکترون ها جفت هستند) و عدد هماهنگی (6 اوربیتال آزاد مورد نیاز است) داریم. d 2 sp 3-هیبریداسیون:

این مجموعه دیامغناطیس، کم اسپین، درون مداری، پایدار (بدون استفاده از الکترون خارجی)، هشت وجهی ( d 2 sp 3-هیبریداسیون).

یون کمپلکس پارامغناطیس FeF 6 3-.

یون فلوراید یک اهداکننده است.

یون آهن Fe 3+ – گیرنده – دارای فرمول است 3d 5 4s 0 4p 0 .با در نظر گرفتن پارامغناطیس کمپلکس (الکترون ها جفت شده اند) و عدد هماهنگی (6 اوربیتال آزاد مورد نیاز است) داریم. sp 3 d 2-هیبریداسیون:

این مجموعه پارامغناطیس، چرخش بالا، مدار بیرونی، ناپایدار (از مدارهای 4 بعدی بیرونی استفاده می شود)، هشت وجهی ( sp 3 d 2-هیبریداسیون).

ترکیبات هماهنگ کننده در محلول به طور کامل به یون های کره داخلی و خارجی تجزیه می شوند.

NO 3 > Ag(NH 3) 2 + + NO 3 ?, ? = 1.

یون‌های کره داخلی، یعنی یون‌های کمپلکس، طی مراحلی به یون‌های فلزی و لیگاندها، مانند الکترولیت‌های ضعیف، تجزیه می‌شوند.

جایی که ک 1 , به 2 ، به 1 _ 2 ثابت ناپایداری نامیده می شوندو تفکیک کمپلکس ها را مشخص کنید: هرچه ثابت ناپایداری کمتر باشد، تفکیک کمپلکس کمتر، پایدارتر است.

فرمول شیمیایی تصویری است که از نمادها استفاده می کند.

علائم عنصر شیمیایی

علامت شیمیایییا نماد عنصر شیمیایی– این اولین یا دو حرف اول نام لاتین این عنصر است.

مثلا: فرومFe , کاپرم -مس , اکسیژنیومOو غیره.

جدول 1: اطلاعات ارائه شده توسط یک علامت شیمیایی

نام یک نماد شیمیایی در بیشتر موارد به عنوان نام یک عنصر شیمیایی خوانده می شود. مثلا، K - پتاسیم, کلسیم – کلسیم, Mg - منیزیم, منگنز - منگنز.

مواردی که نام یک نماد شیمیایی متفاوت خوانده می شود در جدول 2 نشان داده شده است:

فرمول های شیمیایی مواد ساده

فرمول شیمیایی اکثر مواد ساده (همه فلزات و بسیاری از غیر فلزات) نشانه عناصر شیمیایی مربوطه است.

بنابراین ماده آهنو عنصر شیمیایی آهنیکسان تعیین می شوند - Fe .

اگر ساختار مولکولی داشته باشد (به شکل وجود دارد , سپس فرمول آن نماد شیمیایی عنصر با است فهرست مطالبپایین سمت راست نشان می دهد تعداد اتم هادر یک مولکول: H 2, O2, O 3, N 2, F 2, Cl2, BR 2, ص 4, S 8.

جدول 3: اطلاعات ارائه شده توسط یک علامت شیمیایی

فرمول های شیمیایی مواد پیچیده

فرمول یک ماده پیچیده با نوشتن علائم عناصر شیمیایی که ماده از آنها تشکیل شده است تهیه می شود که تعداد اتم های هر عنصر در مولکول را نشان می دهد. در این مورد، به عنوان یک قاعده، عناصر شیمیایی نوشته می شود به منظور افزایش الکترونگاتیوی مطابق با سری عملی زیر:

من، Si، B، Te، H، P، As، I، Se، C، S، Br، Cl، N، O، F

مثلا، H2O , CaSO4 , Al2O3 , CS 2 , از 2 , NaH.

استثناها عبارتند از:

• برخی از ترکیبات نیتروژن با هیدروژن (به عنوان مثال، آمونیاک NH 3 , هیدرازین N 2H 4 );
• نمک اسیدهای آلی (به عنوان مثال، فرمت سدیم HCOONa , استات کلسیم (CH 3COO) 2Ca) ;
• هیدروکربن ها ( CH 4 , C2H4 , C2H2 ).

فرمول های شیمیایی مواد موجود در فرم دایمرها (NO 2 , P2O 3 , P2O5نمک های جیوه تک ظرفیتی، به عنوان مثال: HgCl , HgNO3و غیره)، در فرم نوشته شده است N 2 O4،ص 4 O6،ص 4 O 10جیوه 2 Cl2،جیوه 2 ( NO 3) 2.

تعداد اتم های یک عنصر شیمیایی در یک مولکول و یک یون پیچیده بر اساس مفهوم تعیین می شود ظرفیتیا حالت های اکسیداسیونو ثبت می شود اندیس پایین سمت راستاز علامت هر عنصر (شاخص 1 حذف شده است). در این مورد، آنها از قاعده خارج می شوند:

مجموع جبری حالت های اکسیداسیون همه اتم ها در یک مولکول باید برابر با صفر باشد (مولکول ها از نظر الکتریکی خنثی هستند) و در یک یون پیچیده - بار یون.

مثلا:

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

از همین قاعده استفاده می شود هنگام تعیین حالت اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی با استفاده از فرمول یک ماده یا کمپلکس. معمولاً عنصری است که چندین حالت اکسیداسیون دارد. حالت اکسیداسیون عناصر باقی مانده تشکیل دهنده مولکول یا یون باید مشخص باشد.

بار یک یون مختلط مجموع جبری حالت های اکسیداسیون تمام اتم هایی است که یون را تشکیل می دهند. بنابراین، هنگام تعیین وضعیت اکسیداسیون یک عنصر شیمیایی در یک یون پیچیده، خود یون در براکت ها قرار می گیرد و بار آن از براکت ها خارج می شود.

هنگام کامپایل فرمول های ظرفیتیک ماده به صورت ترکیبی متشکل از دو ذره از انواع مختلف نشان داده می شود که ظرفیت آنها مشخص است. بعد استفاده می کنند قانون:

در یک مولکول، حاصل ضرب ظرفیت به تعداد ذرات یک نوع باید با حاصلضرب ظرفیت با تعداد ذرات نوع دیگر برابر باشد.

مثلا:

عدد قبل از فرمول در یک معادله واکنش نامیده می شود ضریب. او هر دو را نشان می دهد تعداد مولکول ها، یا تعداد مول ماده.

ضریب قبل از نماد شیمیایی، نشان می دهد تعداد اتم های یک عنصر شیمیایی معینو در موردی که علامت فرمول یک ماده ساده باشد، ضریب یکی را نشان می دهد تعداد اتم ها، یا تعداد مول های این ماده

مثلا:

• 3 Fe- سه اتم آهن، 3 مول اتم آهن،
• 2 اچ- دو اتم هیدروژن، 2 مول اتم هیدروژن،
• H 2- یک مولکول هیدروژن، 1 مول هیدروژن.

فرمول شیمیایی بسیاری از مواد به صورت تجربی تعیین شده است، به همین دلیل به آنها می گویند "تجربی".

جدول 4: اطلاعات ارائه شده توسط فرمول شیمیایی یک ماده پیچیده

فرمول های گرافیکی

برای به دست آوردن اطلاعات کامل تر در مورد یک ماده، استفاده کنید فرمول های گرافیکی ، که نشان می دهد ترتیب اتصال اتم ها در یک مولکولو ظرفیت هر عنصر.

فرمول های گرافیکی مواد متشکل از مولکول ها، گاهی اوقات، به یک درجه یا دیگری، ساختار (ساختار) این مولکول ها را منعکس می کنند ساختاری .

برای تدوین فرمول گرافیکی (ساختاری) یک ماده، باید:

• ظرفیت تمام عناصر شیمیایی تشکیل دهنده ماده را تعیین کنید.
• علائم تمام عناصر شیمیایی تشکیل دهنده ماده را بنویسید، هر کدام به مقداری برابر با تعداد اتم های یک عنصر معین در مولکول.
• علائم عناصر شیمیایی را با خط تیره وصل کنید. هر خط تیره نشان دهنده یک جفت است که بین عناصر شیمیایی ارتباط برقرار می کند و بنابراین به طور مساوی به هر دو عنصر تعلق دارد.
• تعداد خطوط اطراف علامت یک عنصر شیمیایی باید با ظرفیت این عنصر شیمیایی مطابقت داشته باشد.
• هنگام فرمولاسیون اسیدهای حاوی اکسیژن و نمک های آنها، اتم های هیدروژن و اتم های فلز از طریق یک اتم اکسیژن به عنصر تشکیل دهنده اسید متصل می شوند.
• اتم های اکسیژن تنها هنگام فرمولاسیون پراکسیدها با یکدیگر ترکیب می شوند.

نمونه هایی از فرمول های گرافیکی: