Как изображать графические формулы химия
Структурно-графические формулы веществ
Эмпирические формулы дают информацию о качественном и количественном составе соединений. Взаимное расположение атомов в молекуле вещества отражают структурно-графические формулы, однако они не показывают пространственное расположение атомов.
При составлении структурно-графических формул можно руководствоваться следующими правилами:
1. Элементы соединяются в соответствии с их валентностью.
2. Черточка в формуле обозначает единичную химическую связь, количество черточек соответствует валентности, например:
3. Состав кислот и оснований следует начинать изображать с центрального атома,
4. Если в молекуле кислоты содержится больше атомов кислорода, чем водорода, то «избыточные» атомы кислорода соединены с центральным атомом двойной связью,
например: HClO4 |
5. При написании графических формул солей исходят из графических формул кислот, заменяя атомы водорода на атомы металла, учитывая его валентность, например:
Na3PO4 | Fe2(SO4)3 | ||
KHCO3 | |||
CaOHNO3 |
Структурно-графические формулы некоторых кислот приведены в табл. 5.
2.4. Общие химические свойства основных классов
неорганических веществ
Оксиды ‑ вещества, состоящие из атомов двух элементов, один из которых – кислород в степени окисления (–2). По химическим свойствам их подразделяют на индифферентные, или несолеобразующие (CO, NO), и солеобразующие, которые бывают основными, кислотными и амфотерными.
Химические свойства основных оксидов
1. Взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды, например:
2. Взаимодействие с кислотными оксидами с образованием солей:
3. Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием растворимых в воде оснований – щелочей:
Химические свойства кислотных оксидов
1. Общим свойством всех кислотных оксидов является их способность взаимодействовать с основаниями с образованием соли и воды:
2. Кислотные оксиды взаимодействуют с основными оксидами с образованием солей.
3. Большинство кислотных оксидов взаимодействует с водой с образованием кислот:
Очень немногие кислотные оксиды не взаимодействуют с водой. Наиболее известный из них оксид кремния (SiO2).
Химические свойства амфотерных оксидов
1. Амфотерные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием солей и воды.
В этих реакциях амфотерные оксиды играют роль основных.
2. Амфотерные оксиды взаимодействуют с щелочами с образованием солей и воды.
ZnO + 2КОН K2ZnO2 + Н2О,
ZnO + 2КОН + H2O K2[Zn(OH)4].
В этих реакциях амфотерные оксиды играют роль кислотных.
3. Амфотерные оксиды при нагревании взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием солей:
4. Амфотерные оксиды при нагревании взаимодействуют с основными оксидами с образованием солей:
Оксиды могут быть получены различными способами:
1. Взаимодействием простых веществ с кислородом:
2. Разложением некоторых оксокислот:
H2SO3 = SO2 + Н2О.
3. Разложением нерастворимых оснований:
Сu(OH)2 CuO+ H2O.
4. Разложением некоторых солей:
СаСО3 СаО + СО2.
Основания ‑сложные вещества, при диссоциации которых в воде образуются гидроксид-ионы и никаких других анионов.
По растворимости в воде основания делятся на две группы: нерастворимые [Fe(OH)3, Си(ОН)2 и др.] и растворимые в воде [КОН, NaOH, Са(ОН)2, Ва(ОН)2 ], или щелочи.
Химические свойства оснований
1. Водные растворы щелочей изменяют окраску индикаторов.
Таблица 6 ‑ Изменение цвета индикаторов в растворах
Индикатор | Цвет индикатора | Цвет индикатора в растворе щелочи (рН > 7) | Цвет индикатора в растворе кислоты (рН 3. Щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды: 4. Растворы щелочей взаимодействуют с растворами солей, если в результате образуется нерастворимое основание или нерастворимая соль. Например: 5. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на основный оксид и воду. 2Fе(ОН)3 Fе2О3 + ЗН2О. 6. Растворы щелочей взаимодействуют с металлами, которые образуют амфотерные оксиды и гидроксиды (Zn, Al и др.). 1. Получение растворимых оснований: а) взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов с водой: б) взаимодействием оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с 2. Получение нерастворимых оснований действием щелочей на растворимые соли металлов: Кислоты ‑ сложные вещества, при диссоциации которых в воде, образуются ионы водорода (гидроксония) и никаких других катионов. Общие свойства кислот в водных растворах обусловлены присутствием ионов Н + (вернее H3O + ), которые образуются в результате электролитической диссоциации молекул кислот: 1. Кислоты одинаково изменяют цвет индикаторов (табл. 7). 2. Кислоты взаимодействуют с основаниями. Например: 3. Кислоты взаимодействуют с основными оксидам: 4. Кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами: 5. Кислоты взаимодействуют с некоторыми средними солями с образованием новой соли и новой кислоты, реакции возможны в том случае, если в результате образуется нерастворимая соль или более слабая (или более летучая) кислота, чем исходная. Например: 6. Кислоты взаимодействуют с металлами. Характер продуктов этих реакций зависит от природы и концентрации кислоты и от активности металла. Например, разбавленная серная кислота, хлороводородная кислота и другие кислоты‑неокислители взаимодействуют с металлами, которые находятся в электрохимическом ряду напряжения левее водорода. В результате реакции образуются соль и газообразный водород: Кислоты-окислители (концентрированная серная кислота, азотная кислота HNO3 любой концентрации) взаимодействуют и с металлами, стоящими в ряду напряжения после водорода с образованием соли и продукта восстановления кислоты. Например: 1. Бескислородные кислоты получают путем синтеза из простых веществ и последующим растворением продукта в воде. 2. Оксокислоты получают взаимодействием кислотных оксидов с водой. 3. Большинство кислот можно получить взаимодействием солей с кислотами. Теоретический материал по химии на тему «Графические формулы неорганических соединений» (11 класс)Данная разработка позволяет научиться составлять графические формулы неорганических веществ: оксидов, оснований, амфотерных гидроксидов, кислот и солей. Просмотр содержимого документа |
Задание | Изобразите электронную и электронно-графическую формулу химического элемента алюминия. |
Ответ | Алюминий имеет порядковый номер 13 и расположен в третьем периоде Периодической системы Д.И. Менделеева, следовательно, атом этого химического элемента состоит из положительно заряженного ядра, внутри которого находится 13 протонов, а вокруг ядра имеется три оболочки, по которым движутся 13 электронов. |
Электронная формула алюминия выглядит следующим образом:
На внешнем энергетическом уровне алюминия находится три электрона, все электроны 3-го подуровня. Электронно-графическая формула имеет следующий вид:
Задание | Изобразите электронную и электронно-графическую формулу химического элемента хлора. |
Ответ | Хлор имеет порядковый номер 18 и расположен в третьем периоде Периодической системы Д.И. Менделеева, следовательно, атом этого химического элемента состоит из положительно заряженного ядра, внутри которого находится 17 протонов, а вокруг ядра имеется три оболочки, по которым движутся 17 электронов. |
Электронная формула хлора выглядит следующим образом:
На внешнем энергетическом уровне атома хлора находится семь электронов, все они считаются валентными. Электронно-графическая формула имеет следующий вид:
Номенклатура неорганических соединений. Графические формулы
По единым номенклатурным правилам, разработанным в комиссиях Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) в 1979 г., рекомендуется называть неорганические соединения слева направо в именительном падеже, хотя в традициях русской номенклатуры принято называть сначала электроотрицательную составляющую соединения (анион), а затем – электроположительную (катион) в родительском падеже.
Стехиометрические отношения элементов в соединениях можно выражать тремя способами:
1. С помощью приставок из греческих числительных.
Для обозначения числа атомов одинаковых элементов в молекулах простых и сложных веществ употребляют приставки из греческих числительных:
1 – моно (обычно не называют) 2 – ди 3 – три 4 – тетра | 5 – пента 6 – гекса 7 – гепта 8 – окта | 9 – нона 10 – дека 11 – ундека 12 – додека |
Для обозначения количества сложных групп атомов (кислотные остатки кислородсодержащих кислот) употребляют латинское «бис», греческие «трис», «тетракис», а группу атомов, к которой они относятся, заключают в круглые скобки.
Примеры: Н2 – диводород, О3 – трикислород, Р2О5 – дифосфор пентаоксид, FeCl2 – железо дихлорид, Ca(NO3)2 – кальций бис(нитрат), Fe2(CO3)3 – дижелезо трис(карбонат).
2. По системе Штока
После названия элемента в круглых скобках римской цифрой указывают его степень окисления.
Примеры: FeCl3 – железо (III) хлорид, Mn2O7 – марганец (VII) оксид.
3. По системе Эвенса-Бассета.
После названия иона в круглых скобках пишут его заряд арабской цифрой и знак заряда.
Примеры: Cu(NO3)2 – медь (2+) нитрат, FeCl3 – железо (3+) хлорид.
Систему Эвенса-Бассета используют чаще всего в названиях комплексных соединений.
Графические формулы
При написании графических (структурных) формул соединений необходимо соблюдать 2 правила:
1. Каждая связующая электронная пара (связь) между атомами обозначается черточкой (штрихом). Число черточек соответствует степени окисления элемента, взятой по абсолютной величине.
2. «Электроположительные» атомы могут соединяться только с «электроотрицательными» (имеющими отрицательную степень окисления).
Оксиды
Формулы | Названия по номенклатуре с приставками и по Штоку | Графические формулы |
MnO2 | марганец диоксид марганец (IV) оксид | O=Mn=O |
N2O3 | диазот триоксид азот (III) оксид | O=N–O–N=O |
N2O5 | диазот пентаоксид азот (V) оксид |
Формулы | Названия по номенклатуре с приставками и по Штоку | Графические формулы |
Mg(OH)2 | магний дигидроксид магний (II) гидроксид | |
Al(OH)3 | алюминий тригидроксид алюминий (III) гидроксид |
Основные правила названий кислот и их анионов приведены в теоретическом разделе, посвященном классам неорганических соединений. Ниже приведены названия некоторых, не вошедших в список ранее названных, кислот и их анионов, а также графические формулы наиболее распространенных кислот
Формула кислоты | Название кислоты | Название аниона кислоты |
HBr | бромоводородная | бромид |
HI | йодоводородная | йодид |
HCH3COO | уксусная | ацетат |
H2C2O4 | щавелевая | оксалат |
H2C4H4O6 | винная | тартрат |
H3BO4 | ортоборная | солей нет |
(HBO2)2 | метаборная (кислоты не существует, только соль) | метаборат |
H2B4O7 | тетраборная (кислоты не существует, только соль) | тетраборат |
H3PO3 | фосфористая | фосфит |
H3AsO4 | (орто) мышьяковая | (орто) арсенат |
H3AsO3 | (орто) мышьяковистая | (орто) арсенит |
H3SbO4 | (орто) сурьмяная | (орто) антимонат |
HSbO3 | метасурьмяная | метаантимонат |
H3SbO3 | (орто) сурьмянистая | (орто) антимонит |
HSbO2 | метасурьмянистая | метаантимонит |
H2MnO4 | марганцовая | манганат |
угольная серная сернистая азотная
фосфорная хромовая дихромовая пирофосфорная
перхлорная пермарганцовая метесурьмяная
Сначала называется электроположительная составляющая солей (катион) в именительном падеже, а затем – электроотрицательная (анион).
Примеры (номенклатура с приставками из греческих числительных и по системе Штока):
Fe2S3 | дижелезо трисульфид, железо (III) сульфид | |
Ca3(PO4)2 | трикальций бис(фосфат), кальция (II) фосфат | |
Al2(CO3)3 | диалюминий трис(карбонат), алюминий (III) карбонат |
В названии солей, содержащих не полностью замещенный в кислоте водород, перед названием кислотного остатка без пробела называется слово «водород» с указанием, в случае необходимости, числа его атомов.
Формулы | Номенклатуры | |
с приставками из греч. числительных | по системе Штока | |
Ca(HSiO3)2 | кальций бис (водородсиликат) | кальций (II) водородсиликат |
Mg(H2PO4)2 | магний бис (диводородфосфат) | магний (II) диводородфосфат |
Fe2(HPO4)3 | дижелезо трис (водородфосфат) | железо (III) водородфосфат |
Основные и оксидные соли
В названиях солей, содержащих одну или несколько групп ОН, после названия металла употребляется слово «гидроксид» с указанием числа гидроксидных групп, принадлежащих одному атому металла, а затем следует название аниона.
Формула | Номенклатуры | |
с приставками из греч. числительных | по системе Штока | |
(CuOH)2SO4 | бис(медь гидроксид) сульфат | медь (II) гидроксид сульфат |
[Al(OH)2]2CO3 | бис(алюминий дигидроксид) карбонат | алюминий (III) дигидроксид карбонат |
(FeOH)3(PO4)2 | трис(железо гидроксид) бис(фосфат) | железо (III) гидроксид (орто)фосфат |
BiOCl | висмут оксид хлорид | висмут (III) оксид хлорид |
Примеры выполнения контрольных заданий № 3 и № 4
Пример 1. Осуществите превращения согласно предложенной схеме:
Ca3(PO4)2
4. 4P + 5O2 (изб) 2P2O5
Пример 2. Покажите взаимную связь между соединениями с помощью химических уравнений.
а)
б)
в)
Примечание: ОВР уравняйте одним из методов – МЭБ или МПР.
Пример 3. К растворам каждого из веществ Zn(NO3)2, NaOH, H2CO3, Be(OH)2 добавили избыток калий гидроксида. Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций.
Zn 2+ + 2NO3 – + 4K + + 4OH – ® 2K + + 2NO3 – + 2K + + ZnO2 2– + 2H2O
или Be(OH)2 + 2KOH (изб.) K2[Be(OH)4]
Пример 4. Подберите по 2 молекулярных уравнения для реакций, которые выражаются следующими ионно-молекулярными уравнениями:
Ba 2+ + 2OH – + 2Na + + CO3 2– ® BaCO3 + 2Na + + 2OH –
Ca 2+ + 2OH – + 2Na + + SiO3 2– ® CaSiO3 + 2Na + + 2OH –
Ca 2+ + 2Cl – + 2K + + SiO3 2– ® CaSiO3¯ + 2K + + 2Cl –
Пример 5. Смесь CaO и CaSO3 массой 80 г обработали раствором соляной кислоты. При этом выделилось 7,84 л газа (н.у.). Определите массовую долю в % CaO в смеси.
Оба компонента смеси взаимодействуют с кислотой:
но т.к. газ (SO2) выделяется во второй реакции, то можно составить пропорцию
, решая которую найдем массу CaSO3
Тогда
Ответ: массовая доля CaO в смеси составляет 47,5%.
Пример 6. Через раствор, содержащий 10 г NaOH попустили H2S массой 20г. Какая соль образовалась при этом? Определите ее массу.
При взаимодействии NaOH с H2S возможны две реакции:
Для выбора идущей реакции необходимо выяснить количества реагирующих веществ NaOH и H2S и определить, какое из них находится в недостатке.
моль
моль
Из сравнения n(NaOH) и n(H2S) следует, что NaOH находится в недостатке, поэтому пойдет первая реакция, для которой нужно меньше вещества NaOH.
Для нахождения массы соли NaHS составим пропорцию:
, откуда
(г)
Исходя из того, что по уравнению реакции 1 n(NaOH) = n(NaHS), можно вычислить m(NaHS) по формуле:
г.
Ответ: образуется кислая соль NaHS, ее масса равна 14 г.
Пример 7. Какая соль образуется при пропускании всего углерод (IV) оксида, получившегося при сжигании метана объемом 2,24 л. (н.у.) через раствор объемом 19,1 мл с массовой долей натрий гидроксида 32% (ρ=1,35 г/мл)? Определите массовую долю (в %) соли в полученном растворе.
Уравнение реакции горения метана:
При пропускании углекислого газа через раствор щелочи можно предположить образование средней соли:
Расчет количества вещества реагентов:
моль;
Из уравнения (1) следует, что n(CH4) = n(CO2) = 0,1 моль. Для нахождения n(NaOH) необходимо рассчитать массы раствора и вещества NaOH.
г
г
моль
Из уравнения (2) следует, что n(CO2):n(NaOH) = 1:2. Рассчитанные количества CO2 и NaOH находятся в эквивалентных количествах, т.е. 1:2, поэтому образуется средняя соль Na2CO3.
г.
г.
В результате пропускания углекислого газа через раствор щелочи масса раствора увеличилась на массу CO2:
25,78 г + 4,4 г = 30,18 г.
Ответ: образуется средняя соль Na2CO3, ее массовая доля равна 35,1%.
Пример 8. Rp.: Ag. Plumbi 50,0
Ag. Destill. аd. 100,0
Рассчитать массовую долю борной кислоты в примочке.
Решение: В данном рецепте в 100 г раствора содержится 2 г H3BO3, следовательно, ее массовая доля составляет 0,02 или 2%.
Ответ: массовая доля 2%.
Контрольное задание № 3
1. Классификация сложных веществ. Основания. Сравнительная характеристика щелочей и амфотерных гидроксидов. Их получение и свойства.
2. К растворам каждого из веществ: Mn(NO3)2, Cr(OH)3, H2CO3, CaCl2, NH4OH добавили избыток натрий гидроксида. Напишите молекулярные и ионные уравнения возможных реакций.
3. Подберите по 2 молекулярных уравнения для реакций, которые выражаются следующими ионно-молекулярными уравнениями:
4. В растворах данных солей укажите реакцию среды: NaSCN, ZnSO4, Na2CuO2. Для гидролизующихся солей приведите молекулярные и ионные уравнения.
5. Допишите реакции образования К.С., назовите продукты, составьте выражения для Кнест. комплексных ионов:
а)
б)
6. Уравняйте ОВР, пользуясь ионно-электронным методом:
7. Покажите взаимную связь между соединениями с помощью химических уравнений:
а) K ® KOH ® K2S ® KHS ® K2S ® KCl ® K
8. Смесь железа и цинка в количестве 15 г обработали раствором калий гидроксида. При этом выделилось 3,2 л газа (при н.у.). Определите процентный состав смеси.
9. Биороль элементов подгруппы цинка. Токсические свойства соединений кадмия и ртути. Применение в медицине и фармации.
10. Напишите эмпирические и графические формулы солей, дайте вторые названия с приставками из греческих числительных:
а) медь (II) гидроксид сульфат
б) стронций (II) водород(орто)арсенит.
Контрольное задание № 4
1. Укажите степени окисления (С.О.) элементов IVA-группы. Как изменяются К.О. и О.В. свойства с ростом величины С.О. Приведите примеры реакций. Укажите токсичные соединения и применение в медицине соединений углерода, кремния, олова и свинца.
2. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
а) HCl ® Cl2 ® KClO ® KCl ® AgCl ® [Ag(NH3)2]Cl ® AgCl
3. Допишите и уравняйте ОВР, пользуясь МПР; укажите окислитель и восстановитель:
4. Напишите уравнения всех возможных реакций между веществами, взятыми попарно: K2O, P2O5, Ba(OH)2, H2SO4, KI, Pb(NO3)2. Уравнения реакций, протекающих в растворах, изобразите в сокращенной ионной форме.
5. Напишите уравнения реакций гидролиза солей Na2B4O7 и Sn(NO3)4 в молекулярной и ионной формах. Укажите реакцию среды.
6. Допишите реакции образования К.С., назовите продукты реакций:
а) б)
7. Какую массу раствора с массовой долей фосфорной кислоты 40% можно получить из фосфорита массой 100 кг с массовой долей Ca3(PO4)2 93%?
8. Остаток, полученный после термического разложения хлората калия в присутствии оксида марганца (IV), растворили в воде. К раствору добавили избыток раствора AgNO3, получив осадок массой 57,4 г. Какой объем кислорода выделился при разложении хлората (н.у.)?
D.S. По 2 столовые ложки через каждые 5-10 минут.
Рассчитайте дозу тиосульфата натрия на прием (масса раствора в столовой ложке 15 г).
10. Напишите эмпирические и графические формулы, дайте названия по номенклатуре с приставками из греческих числительных:
а) цинк (II) водородсульфид
б) алюминий (III) дигидроксид фосфат.
Студент должен уметь:
1. Самостоятельно работать с учебной и справочной литературой по общей и неорганической химии.
2. Владеть основными приемами и техникой выполнения экспериментов по общей и неорганической химии.
3. Пользоваться основными неорганическими реактивами, растворителями и химической посудой.
4. Правильно использовать номенклатуру неорганических соединений.
5. Рассчитывать основные энергетические характеристики химических процессов.
6. Готовить растворы с заданной концентрацией растворенных веществ.
7. Прогнозировать возможность образования осадков при смешивании растворов с известной концентрацией растворенных веществ.
Студент должен знать:
1. Цели, задачи общей и неорганической химии, пути и способы их решения.
2. Роль и значение методов общей и неорганической химии в фармации, в практической деятельности провизора, исследователя в области фармации.
3. Основные разделы общей и неорганической химии. Основные понятия и методы общей и неорганической химии.
4. Основные этапы развития общей и неорганической химии, ее современное состояние.
5. Связь свойств соединений с положением составляющих их элементов в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.
6. Пути расчета энергетических характеристик химических процессов, определение направления и глубины их протекания, способы расчета химических равновесий по известным исходным концентрациям и константе равновесия.
7. Основу теории строения неорганических веществ, теории химической связи.
8. Основные свойства химических элементов и их соединений.
9. Основные типы неорганических соединений.
10. Современную номенклатуру неорганических соединений.
11. Основные литературные источники и справочную литературу по общей и неорганической химии.
12. Основные правила охраны труда и техники безопасности при работе в химической лаборатории.
Вопросы к экзамену по неорганической химии
(1 курс фарм.ф-та СибГМУ, заочная форма обучения).
1. Строение атома; строение ядра; элементарные частицы. Изотопы.
2. Электронное строение атома. Главное и орбитальное квантовые числа.
3. Магнитное и спиновое квантовые числа.
4. Электронные формулы атомов. Валентные электроны. Принцип Паули.
5. Электронно-графические схемы атомов. Правило Гунда.
6. Периодический закон Д.И. Менделеева. Периодическая система и ее структура: периоды (большие и малые); группы, подгруппы.
7. Изменение металлических и неметаллических свойств элементов по периодам и группам. Деление элементов на семейства: s-, p-, d-, f-.
8. Механизм образования ковалентной связи (метод ВС). Насыщаемость и направленность; характер перекрывания орбиталей.
9. Ионная связь, ее свойства. Металлическая связь.
10. Характеристики химических связей: энергия, длина, валентный угол, полярность. Водородная связь.
11. Понятие скорости химической реакции. Химическое равновесие.
12. Основные положения теории строения комплексных соединений. Понятия: центральный ион, лиганды, комплексный ион, внешняя сфера.
13. Классификация комплексных соединений, номенклатура. Химические свойства комплексных соединений.
14. Диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости. Способы получения комплексных соединений.
15. Электронная теория окислительно-восстановительных реакций Л.В.Писаржевского. Типичные окислители и восстановители. Окислительно-восстановительная двойственность.
16. Понятие растворов; их классификация по различным признакам. Растворимость газообразных, жидких и твердых веществ.
17. Механизм растворения электролитов. Диссоциация кислот, оснований и солей.
18. Степень диссоциации, факторы, влияющие на ее величину; сильные и слабые электролиты.
19. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатель, рН растворов сильных и слабых кислот и оснований.
20. Гидролиз солей. Степень гидролиза; факторы, влияющие на ее величину.
21. Водород. Водород пероксид. Их химические свойства.
22. Щелочные и щелочно-земельные металлы, их химические свойства.
23.Основные химические свойства d-элементов.
24.Азот, его соединения. Азотная кислота, ее химические свойства.
25.Сера, ее соединения. Серная кислота, ее химические свойства.
- Searchband exe что это
- Santoprene что за материал