Chemické vzorce pre figuríny. Chemické výpočty Oboznámenie sa s dusíkom. Amines

Na ich základe sa zostavujú schémy a rovnice chemických reakcií, ako aj chemická klasifikácia a nomenklatúra látok. Jedným z prvých, kto ich použil, bol ruský chemik A. A. Iovsky.

Chemický vzorec môže znamenať alebo odrážať:

1 molekula (rovnako ako ión, radikál ...) alebo 1 mol konkrétnej látky;
kvalitatívne zloženie: z akých chemických prvkov látka pozostáva;
kvantitatívne zloženie: koľko atómov každého prvku molekula obsahuje (ión, radikál ...).

Napríklad vzorec HNO 3 znamená:

1 molekula kyseliny dusičnej alebo 1 mól kyseliny dusičnej;
kvalitatívne zloženie: molekula kyseliny dusičnej pozostáva z vodíka, dusíka a kyslíka;
kvantitatívne zloženie: molekula kyseliny dusičnej pozostáva z jedného atómu vodíka, jedného atómu dusíka a troch atómov kyslíka.

Druhy

V súčasnosti sa rozlišujú tieto typy chemických vzorcov:

Najjednoduchší vzorec . Dá sa získať empiricky stanovením pomeru chemických prvkov v látke pomocou hodnôt atómovej hmotnosti prvkov. Takže najjednoduchší vzorec vody bude H2O a najjednoduchší vzorec benzénu CH (na rozdiel od C6H6 - pravda). Atómy vo vzorcoch sú označené znakmi chemických prvkov a ich relatívny počet - číslami vo formáte dolných indexov.
Pravá formula . Molekulový vzorec - možno získať, ak je známa molekulová hmotnosť látky. Skutočný vzorec vody je H 2 O, ktorý sa zhoduje s najjednoduchším. Skutočný vzorec benzénu je C6H6, ktorý sa líši od najjednoduchšieho. Pravé vzorce sú tiež tzv hrubé vzorce . Odrážajú zloženie, ale nie štruktúru molekúl látky. Skutočný vzorec ukazuje presný počet atómov každého prvku v jednej molekule. Toto číslo zodpovedá [dolnému] indexu - malému číslu za symbolom príslušného prvku. Ak je index 1, to znamená, že v molekule je iba jeden atóm daného prvku, potom sa takýto index neuvádza.
racionálny vzorec . V racionálnych vzorcoch sa rozlišujú skupiny atómov, ktoré sú charakteristické pre triedy chemických zlúčenín. Napríklad pre alkoholy sa rozlišuje skupina -OH. Pri písaní racionálneho vzorca sú takéto skupiny atómov uzavreté v zátvorkách (OH). Počet opakujúcich sa skupín je označený číslami vo formáte dolného indexu, ktoré sú umiestnené hneď za zátvorkou. Hranaté zátvorky sa používajú na vyjadrenie štruktúry komplexných zlúčenín. Napríklad K4 je hexakyanokobaltát draselný. Racionálne vzorce sa často nachádzajú v polorozšírenej forme, keď časť identických atómov je zobrazená oddelene pre lepší odrazštruktúra molekuly látky.
Markushov vzorec a R2 sú vzorec, v ktorom je aktívne jadro a množstvo variantov substituentov spojené do skupiny alternatívnych štruktúr. Je to pohodlný spôsob, ako označovať chemické štruktúry zovšeobecneným spôsobom. Vzorec sa vzťahuje na popis celej triedy látok. Používanie „širokých“ Markushových vzorcov v chemických patentoch vedie k mnohým problémom a diskusiám.
Empirický vzorec. Rôzni autori môžu tento výraz použiť na označenie najjednoduchšie , pravda alebo racionálny vzorce.
Štrukturálny vzorec. Graficky znázorňuje vzájomné usporiadanie atómov v molekule. Chemické väzby medzi atómami sú označené čiarami (pomlčkami). Existujú dvojrozmerné (2D) a trojrozmerné (3D) vzorce. Dvojrozmerné sú odrazom štruktúry hmoty v rovine (tiež kostrový vzorec- pokusy o aproximáciu 3D štruktúry na 2D rovine). Trojrozmerné [priestorové modely] nám umožňujú znázorniť jej zloženie čo najbližšie k teoretickým modelom štruktúry hmoty a často (ale nie vždy) úplnejšie (skutočné) vzájomné usporiadanie atómov, väzbový uhol a vzdialenosti medzi atómov.

Najjednoduchší vzorec: C2H60
Pravdivý, empirický alebo hrubý vzorec: C2H60
Racionálny vzorec: C2H5OH
Racionálny vzorec v semi-expandovanej forme: CH3CH2OH

N N │ │ H-C-C-O-N │ │ N N

Štrukturálny vzorec (3D):

Možnosť 1: Možnosť 2:

Najjednoduchší vzorec C2H60 môže rovnako zodpovedať dimetyléteru (racionálny vzorec; štruktúrna izoméria): CH3-0-CH3.

Existujú aj iné spôsoby písania chemických vzorcov. Nové metódy sa objavili koncom 80. rokov s rozvojom techniky osobných počítačov (SMILES, WLN, ROSDAL, SLN atď.). IN osobné počítače na prácu s chemickými vzorcami sa používajú aj špeciálne softvérové nástroje nazývané molekulárne editory.

Poznámky

Základné pojmy chémie (neurčité) (nedostupný odkaz). Získané 23. novembra 2009. Archivované z originálu 21. novembra 2009.
Rozlišovať empirický A pravda vzorce. Empirický vzorec vyjadruje najjednoduchší vzorec látka (chemická zlúčenina), ktorá sa určuje elementárnou analýzou. Takže analýza to ukazuje prvoky, alebo empirický, vzorec niektorej zlúčeniny zodpovedá CH. Pravá formula ukazuje, koľko z týchto jednoduchých CH skupín je obsiahnutých v molekule. Predstavte si pravdivý vzorec v tvare (CH) x, potom v bode x = 2 máme acetylén C 2 H 2, v x = 6 - benzén C 6 H 6.
Presne povedané, nemožno použiť výrazy „ molekulový vzorec"A" molekulová hmotnosť„soli, pretože v soliach nie sú žiadne molekuly, ale iba usporiadané mriežky pozostávajúce z iónov. Žiadny zo sodíkových iónov [katión] v štruktúre chloridu sodného „nepatrí“ žiadnemu konkrétnemu chloridovému iónu [aniónu]. Je správne o tom hovoriť chemický vzorec soľ a jej zodpovedajúca hmotnosť vzorca. Pretože chemický vzorec (pravda) chlorid sodný - NaCl, hmotnosť vzorca chlorid sodný je definovaný ako súčet atómových hmotností jedného atómu sodíka a jedného atómu chlóru: 1 atóm sodíka: 22,990 a. jesť.
1 atóm chlóru: 35,453 a. jesť.
-----------
Spolu: 58 443 a. jesť.
Je obvyklé nazývať túto hodnotu "

No a aby sme dokončili naše zoznámenie s alkoholmi, uvediem ďalší vzorec ďalšej známej látky – cholesterolu. Nie každý vie, že ide o jednosýtny alkohol!

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

Hydroxylovú skupinu som v ňom označil červenou farbou.

karboxylové kyseliny

Každý vinár vie, že víno sa musí držať mimo vzduchu. Inak vykysne. Chemici však poznajú dôvod – ak k alkoholu pridáte ešte jeden atóm kyslíka, získate kyselinu.
Pozrime sa na vzorce kyselín, ktoré sa získavajú z alkoholov, ktoré už poznáme:

Látka			Kostrový vzorec
Kyselina metanová (kyselina mravčia)	H/C'\|O\|\OH	HCOOH	O///OH
Kyselina etánová (octová kyselina)	H-C-C\0-H; H\|#C\|H	CH3-COOH	/`\|O\|\OH
kyselina propánová (kyselina metyloctová)	H-C-C-C\0-H; H\|#2\|H; H\|#3\|H	CH3-CH2-COOH	\/`\|O\|\OH
Kyselina butánová (kyselina maslová)	H-C-C-C-C\0-H; H\|#2\|H; H\|#3\|H; H\|#4\|H	CH3-CH2-CH2-COOH	/\/`\|O\|\OH
Zovšeobecnený vzorec	(R)-C\O-H	(R)-COOH alebo (R)-C02H	(R)/`\|O\|\OH

Charakteristickým znakom organických kyselín je prítomnosť karboxylovej skupiny (COOH), ktorá dáva takýmto látkam kyslé vlastnosti.

Každý, kto ocot vyskúšal, vie, že je veľmi kyslý. Dôvodom je prítomnosť kyseliny octovej v ňom. Stolový ocot zvyčajne obsahuje 3 až 15 % kyseliny octovej a zvyšok (väčšinou) vodu. Jesť nezriedenú kyselinu octovú je životu nebezpečné.

Karboxylové kyseliny môžu mať niekoľko karboxylových skupín. V tomto prípade sa nazývajú: dibázický, tripartita atď...

Potravinárske výrobky obsahujú mnoho ďalších organických kyselín. Tu je len niekoľko z nich:

Názov týchto kyselín zodpovedá tým potravinám, v ktorých sú obsiahnuté. Mimochodom, všimnite si, že sú tu kyseliny, ktoré majú tiež hydroxylovú skupinu charakteristickú pre alkoholy. Takéto látky sú tzv hydroxykarboxylové kyseliny(alebo hydroxykyseliny).
Pod každou z kyselín je signatúra s uvedením názvu skupiny organických látok, do ktorej patrí.

Radikáli

Radikály sú ďalším pojmom, ktorý ovplyvnil chemické vzorce. Samotné slovo pozná snáď každý, ale v chémii nemajú radikáli nič spoločné s politikmi, rebelmi a inými občanmi s aktívnym postavením.
Tu sú to len fragmenty molekúl. A teraz prídeme na to, aká je ich zvláštnosť a zoznámime sa s novým spôsobom písania chemických vzorcov.

Vyššie v texte už boli niekoľkokrát spomenuté zovšeobecnené vzorce: alkoholy - (R) -OH a karboxylové kyseliny - (R) -COOH. Dovoľte mi pripomenúť, že -OH a -COOH sú funkčné skupiny. Ale R je radikál. Niet divu, že je zobrazený vo forme písmena R.

Konkrétnejšie, jednoväzbový radikál je časť molekuly bez jedného atómu vodíka. Ak odoberiete dva atómy vodíka, získate dvojmocný radikál.

Radikály v chémii vlastné mená. Niektoré z nich dokonca dostali latinské označenia, podobné označeniam prvkov. A okrem toho niekedy môžu byť radikály vo vzorcoch označené v skrátenej forme, ktorá viac pripomína hrubé vzorce.
To všetko je uvedené v nasledujúcej tabuľke.

názov	Štrukturálny vzorec	Označenie	Krátky vzorec	príklad alkoholu
Metyl	CH3-()	ja	CH3	(Me)-OH	CH30H
Etyl	CH3-CH2-()	Et	C2H5	(Et)-OH	C2H5OH
Propil	CH3-CH2-CH2-()	Pr	C3H7	(Pr)-OH	C3H7OH
izopropyl	H3C\CH(`/H3C)-()	i-Pr	C3H7	(i-Pr)-OH	(CH3)2CHOH
fenyl	`/`=`\//-\\-{}	Ph	C6H5	(Ph)-OH	C6H5OH

Myslím, že tu je všetko jasné. Chcem vás len upozorniť na stĺpec, ktorý uvádza príklady alkoholov. Niektoré radikály sú napísané vo forme, ktorá sa podobá empirickému vzorcu, ale funkčná skupina je napísaná oddelene. Napríklad CH3-CH2-OH sa premení na C2H5OH.
A pre rozvetvené reťazce, ako je izopropyl, sa používajú konštrukcie s konzolami.

Je tu ešte jeden fenomén voľné radikály. Sú to radikály, ktoré sa z nejakého dôvodu oddelili od funkčných skupín. V tomto prípade je porušené jedno z pravidiel, s ktorými sme začali štúdium vzorcov: počet chemických väzieb už nezodpovedá valencii jedného z atómov. Alebo môžete povedať, že jeden z odkazov sa otvára z jedného konca. Voľné radikály zvyčajne žijú krátko, pretože molekuly majú tendenciu vrátiť sa do stabilného stavu.

Úvod do dusíka. Amines

Navrhujem zoznámiť sa s ďalším prvkom, ktorý je súčasťou mnohých organických zlúčenín. Toto dusík.
Označuje sa latinským písmenom N a má valenciu tri.

Pozrime sa, aké látky sa získajú, ak sa k známym uhľovodíkom pridá dusík:

Látka	Rozšírený štruktúrny vzorec	Zjednodušený štruktúrny vzorec	Kostrový vzorec
aminometán (metylamín)	H-C-N\H;H\|#C\|H	CH3-NH2	\NH2
Aminoetán (etylamín)	H-C-C-N\H;H\|#C\|H;H\|#3\|H	CH3-CH2-NH2	/\NH2
Dimetylamín	H-C-N<`\|H>-C=H; H\|#-3\|H; H\|#2\|H	$L(1,3)H/N<_(A80,w+)CH3>\dCH3	/N<_(y-.5)H>\
aminobenzén (anilín)	H\N\|C\\C\|C<\H>`//C<\|H>`\C<`/H>`\|\|C<`\H>/	NH2\|C\\CH\|CH`//C<_(y.5)H>`\HC`\|\|HC/	NH2\|\\|`/`\`\|/_o
trietylamín	$sklon(45)H-C-C/N\C-C-H;H\|#2\|H; H\|#3\|H; H\|#5\|H;H\|#6\|H; #N`\|C<`-H><-H>`\|C<`-H><-H>`\|H	CH3-CH2-N<`\|CH2-CH3>-CH2-CH3	\/N<`\|/>\\|

Ako ste už z názvov určite uhádli, všetky tieto látky sa spájajú pod spoločným názvom amíny. Funkčná skupina ()-NH2 sa nazýva aminoskupina. Tu je niekoľko všeobecných vzorcov pre amíny:

Vo všeobecnosti tu neexistujú žiadne špeciálne inovácie. Ak sú vám tieto vzorce jasné, môžete sa pokojne venovať ďalšiemu štúdiu organickej chémie pomocou nejakej učebnice alebo internetu.
Ale rád by som hovoril viac o vzorcoch v anorganickej chémii. Uvidíte, aké ľahké bude ich pochopenie po preštudovaní štruktúry organických molekúl.

Racionálne vzorce

Netreba dospieť k záveru, že anorganická chémia je jednoduchšia ako organická. Samozrejme, anorganické molekuly zvyčajne vyzerajú oveľa jednoduchšie, pretože nie sú náchylné na tvorbu takýchto molekúl zložité štruktúry ako uhľovodíky. Ale na druhej strane treba študovať viac ako sto prvkov, ktoré tvoria periodickú tabuľku. A tieto prvky majú tendenciu kombinovať sa podľa svojich chemických vlastností, ale s mnohými výnimkami.

Takže nič z toho nepoviem. Témou môjho článku sú chemické vzorce. A s nimi je všetko pomerne jednoduché.
Najbežnejšie používané v anorganickej chémii sú racionálne vzorce. A teraz zistíme, ako sa líšia od tých, ktoré sú nám už známe.

Najprv sa zoznámime s ďalším prvkom – vápnikom. Toto je tiež veľmi častá položka.
Je určený Ca a má valenciu dve. Pozrime sa, aké zlúčeniny tvorí s nám známym uhlíkom, kyslíkom a vodíkom.

Látka	Štrukturálny vzorec	racionálny vzorec
oxid vápenatý	Ca=0	CaO
hydroxid vápenatý	H-O-Ca-O-H	Ca(OH)2
Uhličitan vápenatý	$sklon(45)Ca`/O\C\|O`\|/O`\#1	CaC03
Hydrogénuhličitan vápenatý	HO/`\|O\|\O/Ca\O/`\|O\|\OH	Ca(HC03)2
Kyselina uhličitá	H\|O\C\|O`\|/O`\|H	H2CO3

Na prvý pohľad je vidieť, že racionálny vzorec je niečo medzi štruktúrnym a hrubým vzorcom. Zatiaľ ale nie je celkom jasné, ako sa získavajú. Aby ste pochopili význam týchto vzorcov, musíte zvážiť chemické reakcie, na ktorých sa látky zúčastňujú.

Vápnik vo svojej najčistejšej forme je mäkký biely kov. V prírode sa nevyskytuje. Ale je celkom možné ho kúpiť v chemickom obchode. Zvyčajne sa skladuje v špeciálnych dózach bez prístupu vzduchu. Pretože reaguje s kyslíkom vo vzduchu. V skutočnosti sa preto v prírode nevyskytuje.
Takže reakcia vápnika s kyslíkom:

2Ca + O2 -> 2CaO

Číslo 2 pred vzorcom látky znamená, že do reakcie sú zapojené 2 molekuly.
Oxid vápenatý vzniká z vápnika a kyslíka. Táto látka sa v prírode nevyskytuje, pretože reaguje s vodou:

CaO + H2O -> Ca(OH2)

Ukazuje sa hydroxid vápenatý. Ak sa bližšie pozriete na jeho štruktúrny vzorec (v predchádzajúcej tabuľke), môžete vidieť, že je tvorený jedným atómom vápnika a dvoma hydroxylovými skupinami, ktoré už poznáme.
Toto sú zákony chémie: ak je k organickej látke pripojená hydroxylová skupina, získa sa alkohol, a ak ku kovu, potom hydroxid.

Ale hydroxid vápenatý sa v prírode nenachádza kvôli prítomnosti oxidu uhličitého vo vzduchu. Myslím, že každý počul o tomto plyne. Vzniká pri dýchaní ľudí a zvierat, spaľovaní uhlia a ropných produktov, pri požiaroch a sopečných erupciách. Preto je vždy prítomný vo vzduchu. Ale tiež sa celkom dobre rozpúšťa vo vode a vytvára kyselinu uhličitú:

CO2 + H2O<=>H2CO3

Podpísať<=>znamená, že reakcia môže prebiehať v oboch smeroch za rovnakých podmienok.

Hydroxid vápenatý rozpustený vo vode teda reaguje s kyselinou uhličitou a mení sa na ťažko rozpustný uhličitan vápenatý:

Ca(OH)2 + H2C03 -> CaC03"|v" + 2H20

Šípka nadol znamená, že látka sa v dôsledku reakcie vyzráža.
Pri ďalšom kontakte uhličitanu vápenatého s oxidom uhličitým v prítomnosti vody dochádza k reverzibilnej reakcii za vzniku kyslej soli – hydrogénuhličitanu vápenatého, ktorý je vo vode vysoko rozpustný.

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

Tento proces ovplyvňuje tvrdosť vody. Keď teplota stúpa, hydrogénuhličitan sa mení späť na uhličitan. Preto sa v regiónoch s tvrdou vodou tvorí vodný kameň v kanvici.

Krieda, vápenec, mramor, tuf a mnohé ďalšie minerály sú z veľkej časti zložené z uhličitanu vápenatého. Nachádza sa aj v koraloch, lastúrach mäkkýšov, zvieracích kostiach atď.
Ale ak sa uhličitan vápenatý zahreje na veľmi silný oheň, potom sa zmení na oxid vápenatý a oxid uhličitý.

Tento krátky príbeh o cykle vápnika v prírode by mal vysvetliť, prečo sú potrebné racionálne vzorce. Takže racionálne vzorce sú napísané tak, že funkčné skupiny sú viditeľné. V našom prípade je toto:

Okrem toho jednotlivé prvky - Ca, H, O (v oxidoch) - sú tiež nezávislé skupiny.

ióny

Myslím, že je čas zoznámiť sa s iónmi. Toto slovo pozná snáď každý. A po preštudovaní funkčných skupín nás nič nestojí zistiť, aké sú tieto ióny.

Vo všeobecnosti je povaha chemických väzieb zvyčajne taká, že niektoré prvky darujú elektróny, zatiaľ čo iné ich prijímajú. Elektróny sú častice so záporným nábojom. Prvok s úplnou sadou elektrónov má nulový náboj. Ak dal elektrón, jeho náboj sa stal kladným a ak ho prijal, stal sa záporným. Napríklad vodík má iba jeden elektrón, ktorého sa celkom ľahko vzdáva a mení sa na kladný ión. Na tento účel existuje špeciálny záznam v chemických vzorcoch:

H2O<=>H^+ + OH^-

Tu to vidíme ako výsledok elektrolytická disociácia voda sa rozkladá na kladne nabitý vodíkový ión a záporne nabitú OH skupinu. Ión OH^- sa nazýva hydroxidový ión. Nemalo by sa zamieňať s hydroxylovou skupinou, ktorá nie je iónom, ale súčasťou molekuly. Znamienko + alebo - v pravom hornom rohu ukazuje náboj iónu.
Ale kyselina uhličitá nikdy neexistuje ako samostatná látka. V skutočnosti ide o zmes vodíkových iónov a uhličitanových iónov (alebo bikarbonátových iónov):

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

Uhličitanový ión má náboj 2-. To znamená, že sa k nemu pripojili dva elektróny.

Záporne nabité ióny sa nazývajú anióny. Zvyčajne tieto zahŕňajú kyslé zvyšky.
Pozitívne nabité ióny katiónov. Najčastejšie ide o vodík a kovy.

A tu pravdepodobne úplne pochopíte význam racionálnych vzorcov. Najprv je v nich zapísaný katión a potom anión. Aj keď vzorec neobsahuje žiadne poplatky.

Pravdepodobne už tušíte, že ióny možno opísať nielen racionálnymi vzorcami. Tu je kostrový vzorec hydrogénuhličitanového aniónu:

Tu je náboj označený priamo vedľa atómu kyslíka, ktorý dostal elektrón navyše, a preto stratil jednu čiaru. Jednoducho povedané, každý elektrón navyše znižuje počet chemických väzieb znázornených v štruktúrnom vzorci. Na druhej strane, ak má niektorý uzol štruktúrneho vzorca znamienko +, potom má ďalší prútik. Ako vždy, túto skutočnosť je potrebné demonštrovať na príklade. Ale medzi nám známymi látkami nie je jediný katión, ktorý by pozostával z niekoľkých atómov.
A takou látkou je amoniak. Jeho vodný roztok sa často nazýva amoniak a je súčasťou každej lekárničky. Amoniak je zlúčenina vodíka a dusíka a má racionálny vzorec NH3. Zvážte chemickú reakciu, ktorá nastane, keď sa amoniak rozpustí vo vode:

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

To isté, ale pomocou štruktúrnych vzorcov:

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

Na pravej strane vidíme dva ióny. Vznikli v dôsledku toho, že sa jeden atóm vodíka presunul z molekuly vody do molekuly amoniaku. Ale tento atóm sa pohyboval bez svojho elektrónu. Anión je nám už známy - je to hydroxidový ión. A katión sa volá amónny. Vykazuje vlastnosti podobné kovom. Napríklad sa môže spojiť s kyslým zvyškom. Látka vytvorená spojením amónia s uhličitanovým aniónom sa nazýva uhličitan amónny: (NH4)2CO3.
Tu je reakčná rovnica pre interakciu amónia s uhličitanovým aniónom, napísaná vo forme štruktúrnych vzorcov:

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

Ale v tejto forme je reakčná rovnica uvedená na demonštračné účely. Rovnice zvyčajne používajú racionálne vzorce:

2NH4^+ + CO3^2-<=>(NH4)2C03

Hill systém

Môžeme teda predpokladať, že sme už študovali štruktúrne a racionálne vzorce. Ale je tu ešte jeden problém, ktorý stojí za to zvážiť podrobnejšie. Aký je rozdiel medzi hrubými vzorcami a racionálnymi?
Vieme, prečo sa racionálny vzorec pre kyselinu uhličitú píše H2CO3 a nie inak. (Najskôr sú na rade dva vodíkové katióny, po ktorých nasleduje uhličitanový anión.) Ale prečo je hrubý vzorec napísaný ako CH2O3?

V zásade možno racionálny vzorec kyseliny uhličitej považovať za skutočný vzorec, pretože v ňom nie sú žiadne opakujúce sa prvky. Na rozdiel od NH4OH alebo Ca(OH)2.
Na hrubé vzorce sa však často používa dodatočné pravidlo, ktoré určuje poradie prvkov. Pravidlo je celkom jednoduché: najprv dajte uhlík, potom vodík a potom zvyšok prvkov v abecednom poradí.
Takže vychádza CH2O3 - uhlík, vodík, kyslík. Toto sa nazýva Hill systém. Používa sa takmer vo všetkých chemických referenčných knihách. A aj v tomto článku.

Trochu o systéme easyChem

Namiesto záveru by som rád hovoril o systéme easyChem. Je navrhnutý tak, aby sa všetky vzorce, o ktorých sme tu diskutovali, dali jednoducho vložiť do textu. V skutočnosti sú všetky vzorce v tomto článku nakreslené pomocou easyChem.

Prečo potrebujeme nejaký systém na odvodzovanie vzorcov? Celá pointa je v tom štandardným spôsobom zobrazovanie informácií v internetových prehliadačoch je jazyk HTML (Hypertext Markup Language). Je zameraný na spracovanie textu.

Racionálne a hrubé vzorce môžu byť zobrazené pomocou textu. Dokonca aj niektoré zjednodušené štruktúrne vzorce môžu byť napísané aj v texte, napríklad alkohol CH3-CH2-OH. Aj keď na to by ste museli použiť tento zápis v HTML: CH ₃-CH ₂-OH.
To samozrejme spôsobuje určité ťažkosti, ale môžete sa s nimi vyrovnať. Ale ako znázorniť štruktúrny vzorec? V zásade je možné použiť jednorozmerné písmo:

H H | | H-C-C-O-H | | H H Určite to nevyzerá veľmi pekne, ale je to tiež realizovateľné.

Skutočný problém nastáva pri pokuse znázorniť benzénové kruhy a pri použití kostrových vzorcov. Neexistuje žiadny iný spôsob, ako pripojiť bitmapu. Rastre sú uložené v samostatných súboroch. Prehliadače môžu obsahovať obrázky gif, png alebo jpeg.
Na vytvorenie takýchto súborov je potrebný grafický editor. Napríklad Photoshop. Ale poznám Photoshop už viac ako 10 rokov a môžem s istotou povedať, že je veľmi zle vhodný na zobrazovanie chemických vzorcov.
Molekulárne editory sú v tejto úlohe oveľa lepšie. Ale s veľkým počtom vzorcov, z ktorých každý je uložený v samostatnom súbore, je celkom ľahké sa v nich zmiasť.
Napríklad počet vzorcov v tomto článku je . Zobrazujú sa vo forme grafických obrázkov (ostatné pomocou nástrojov HTML).

easyChem umožňuje ukladať všetky vzorce priamo v HTML dokumente v textovej forme. Myslím, že je to veľmi pohodlné.
Okrem toho sa hrubé vzorce v tomto článku počítajú automaticky. Pretože easyChem funguje v dvoch fázach: najprv sa textový popis prevedie do informačnej štruktúry (grafu) a potom je možné s touto štruktúrou vykonávať rôzne akcie. Medzi nimi možno zaznamenať nasledujúce funkcie: výpočet molekulovej hmotnosti, prevod na hrubý vzorec, kontrola možnosti výstupu ako text, grafické a textové vykresľovanie.

Preto som na prípravu tohto článku použil iba textový editor. Navyše som nemusel premýšľať, ktorý zo vzorcov bude grafický a ktorý textový.

Tu je niekoľko príkladov, ktoré odhaľujú tajomstvo prípravy textu článku: Popisy z ľavého stĺpca sa automaticky prevedú na vzorce v druhom stĺpci.
V prvom riadku je popis racionálneho vzorca veľmi podobný zobrazenému výsledku. Jediný rozdiel je v tom, že číselné koeficienty sú na výstupe ako interlineárne.
V druhom riadku je rozšírený vzorec uvedený ako tri samostatné reťazce oddelené symbolom; Myslím, že je ľahké vidieť, že textový popis je veľmi podobný tomu, čo by bolo potrebné na nakreslenie vzorca ceruzkou na papier.
Tretí riadok demonštruje použitie šikmých čiar pomocou znakov \ a /. Znak ` (backtick) znamená, že čiara je nakreslená sprava doľava (alebo zdola nahor).

Oveľa podrobnejšia dokumentácia o používaní systému easyChem je tu.

V tomto mi dovoľte dokončiť článok a prajem vám veľa šťastia pri štúdiu chémie.

Stručný výkladový slovník pojmov použitých v článku

Uhľovodíky Látky zložené z uhlíka a vodíka. Líšia sa od seba štruktúrou molekúl. Štrukturálne vzorce sú schematické znázornenia molekúl, kde atómy sú označené latinskými písmenami a chemické väzby sú pomlčky. Štrukturálne vzorce sú rozšírené, zjednodušené a kostrové. Rozšírené štruktúrne vzorce - také štruktúrne vzorce, kde každý atóm je reprezentovaný ako samostatný uzol. Zjednodušené štruktúrne vzorce sú také štruktúrne vzorce, kde sú atómy vodíka napísané vedľa prvku, s ktorým sú spojené. A ak je k jednému atómu pripojených viac ako jeden vodík, potom sa množstvo zapíše ako číslo. Dá sa tiež povedať, že skupiny fungujú ako uzly v zjednodušených vzorcoch. Kostrové vzorce sú štruktúrne vzorce, v ktorých sú atómy uhlíka zobrazené ako prázdne uzly. Počet atómov vodíka viazaných na každý atóm uhlíka je 4 mínus počet väzieb, ktoré sa v mieste zbiehajú. Pre neuhlíkové uzly platia pravidlá zjednodušených vzorcov. Hrubý vzorec (aka skutočný vzorec) - zoznam všetkých chemických prvkov, ktoré tvoria molekulu, označujúci počet atómov ako číslo (ak je atóm jeden, potom sa jednotka nepíše) Hillov systém - pravidlo, ktoré určuje poradie atómov v hrubom vzorci: uhlík je na prvom mieste, potom vodík a potom zvyšok prvkov v abecednom poradí. Ide o veľmi často využívaný systém. A všetky hrubé vzorce v tomto článku sú napísané podľa Hill systému. Funkčné skupiny Stabilné kombinácie atómov, ktoré sa zachovávajú počas chemických reakcií. Často funkčné skupiny majú svoje mená, afekty Chemické vlastnosti a vedecký názov látky

Tento prístup je tiež poháňaný podobnosťou hrubých vzorcov kyseliny sírovej, selénovej a takzvanej telurovej kyseliny, H2SO4, H2SeO4 a H2TeO4. Ak však prvé dve zlúčeniny úplne zodpovedajú štruktúrnym konceptom kyselín, pretože obsahujú izolované tetraedrické komplexné radikály 2- alebo 2- s CN S a Se rovným 4, čo dáva dôvod na písanie ich štruktúrnych vzorcov vo forme H2 a H2, to sa nedá povedať o kyseline telurovej. Štúdium tejto zlúčeniny neodhalilo vo svojej štruktúre žiadne 2- aniónové skupiny s CN Te = 4. Namiesto toho sa zistilo, že ióny Te6+ majú CN = 6, t.j. zodpovedajú cn amfotérnych alebo slabo kyslých aniónovotvorných látok. Ukázalo sa, že štruktúra tejto zlúčeniny pozostáva z reťazcov TeO4(OH)2 - oktaedrov, v ktorých dvoch protiľahlých vrcholoch sú OH-ióny navzájom spojené spoločnými atómami O v rovníkových vrcholoch osemstenov. Je ľahké vidieť, že po odstránení prvku opakovateľnosti takejto štruktúry získame štruktúrny vzorec vo forme Te(OH)2O2. Táto zlúčenina je teda oxid hydroxidu Te6+ s veľmi mierne kyslými vlastnosťami, ktoré ju výrazne odlišujú od kyseliny sírovej a selénovej.

Snímka 109 z prezentácie „Systematika minerálov“ na hodiny chémie na tému "Minerály"

Rozmery: 960 x 720 pixelov, formát: jpg. Ak chcete stiahnuť bezplatnú snímku na použitie na hodine chémie, kliknite pravým tlačidlom myši na obrázok a kliknite na „Uložiť obrázok ako...“. Celú prezentáciu "Systematika minerálov.ppt" si môžete stiahnuť v zip archíve s veľkosťou 4289 KB.

Stiahnite si prezentáciu

Minerály

"Chémia minerálov" - Minerály a mineralógia sú mimoriadne zaujímavé. Minerály. minerály v prírode. Medzi priemyselne hodnotnými minerálmi je zvykom rozlišovať dve skupiny. vlastnosti minerálov. Minerály vo výrobkoch. vzácnych minerálov. Význam minerálov v živote človeka. Minerály zohrali dôležitú úlohu v ľudskom vývoji.

"Systematika minerálov" - Kovy, ktorých prvky zaberajú najväčšiu ľavú časť. Kainosymetrický prvok. Rodina zeolitov, ktorá kombinuje podrodiny. Základné požiadavky na systematiku minerálov. Neporovnateľne viac spojení rôznych prvkov medzi sebou. Priradenie minerálu k určitej triede oxysolí. Minerály sú prevažne kovalentno-iónového a iónového typu.

"Klasifikácia minerálov" - Kozmické telo. Kremeň. Opál. Klasifikácia minerálov. sfalerit. Trieda natívnych prvkov. halite. Silikáty sa vyznačujú komplexnosťou chemické zloženie. Dolomit. Farbenie. silikáty. Minerály sulfátovej triedy. Minerály. Kremeň a chalcedón. trieda silikátov. Z najbežnejších minerálov prvej triedy možno vymenovať síru.

"Ural drahokamy" - Ale obzvlášť cenené: zelený vzorovaný malachit a ružový orol. Často vo forme kryštálov alebo ich fragmentov. Produkty s DIAMANTMI. Diamant. Drahé kamene sa v prírode vyskytujú v rôznych podobách, v rôznych podobách. Emerald (zastarané: Smaragd) - drahokam 1. trieda. Emerald.

"Rudy železných a neželezných kovov" - Zoznámte sa vzdelávací materiál. Chyba. Použitie ocele a liatiny. Rudy. Hrdza. Základné vlastnosti kovov. Materiál o rude. Ako určiť, ktorý kov je čierny a ktorý neželezný. Železo. Očakávané výsledky.

"Zlaté ložisko" - Rádioaktívne prvky. Uhlie. Základňa nerastných surovín. Antimón. Ložiská cínu a volfrámu. nekovové minerály. Olej a benzín. Horľavé minerály. Farebné a vzácne kovy. Dynamika ročnej produkcie zlata. Zlato. Ložiská antimónu. Vklady zlata. Cín a volfrám. Zlepšenie legislatívy v ťažobnom sektore.

Najjednoduchšie chemické výpočty. Základné pojmy a zákony chémie Chemická symbolika Chemický znak (symbol chemického prvku) sa používa ako skratka pre názov prvku. Ako znak jedno alebo dve písmená od Latinský názov prvkov. Si - meď (cuprum), Au - zlato (Aurum) atď. Systém chemických znakov navrhol v roku 1811 švédsky vedec J. Verzelius. Chemický znak znamená: [D) názov prvku; 1 mól jeho atómov; |T] atómové číslo; [b] relatívna atómová hmotnosť prvku. Chemické výpočty Chemický vzorec je vyjadrením zloženia látky pomocou chemických znakov. Z chemického vzorca zistíte: (TJ názov látky; (2] jedna z jej molekúl; koľko mólov atómov každého prvku obsahuje jeden mól látky. Charakterizujte pomer medzi hmotnostnými množstvami prvkov, z ktorých sa látka skladá, vzorec umožňuje vypočítať hmotnosť každého prvku v zlúčenine a jej hmotnostný zlomok Príklad 1 Vypočítajte hmotnostný podiel vodíka v amoniaku Dané: M(N) = 14 g/mol M(H ) = 1 g/mol Nájdite: w(H) Riešenie: 1) Určte molárnu hmotnosť NH3: M( NH3) \u003d 14 + 1- 3 \u003d 17 g / mol. 2) Určte hmotnosť amoniaku v množstvo látky 1 mol: m (NH3) \u003d 1 mol 17 g / mol \u003d 17 g 3) Zo vzorca amoniaku vyplýva, že množstvo atómového vodíka látky je 3-krát väčšie ako množstvo látky NH3: v (H) - 3v (NH3), v (H) \u003d 3-1 \u003d 3 mol. 4) Vypočítajte hmotnosť vodíka: m = v M; m (H) = 3 1 = 3 g 5) Nájdite hmotnostný zlomok vodíka v amoniaku: c, (H) = - = 0,176 alebo 17,6 %. 17 Odpoveď: w(H) = 17,6 %. KG Príklad 2 Vypočítajte hmotnosť fosforu, ktorý možno získať zo 620 kg ortofosforečnanu vápenatého. Dané: m (Ca3 (P04) 2) \u003d 620 kg Nájdite: t (P Riešenie: 1) Určte molárnu hmotnosť Ca3 (P04) 2: M (Ca3 (P04) 2) \u003d 40 3 + 31 2 + 16 8 \u003d 310 g/mol. 2) Vypočítajte množstvo látky ortofosforečnanu vápenatého: = 203 mol. 3) Zo vzorca ortofosforečnanu vápenatého vyplýva, že množstvo látky atómového fosforu je 2-krát väčšie ako množstvo látky Ca3(P04)2: v(P) = 2v(Ca3(P04)2), v(P) = 2 2 103 - 4 103 mol. 4) Nájdite hmotnosť fosforu; t (P) - 4 103 31 \u003d 124 kg. Odpoveď: t (P) \u003d 124 kg. Existujú jednoduché a pravdivé (molekulárne) vzorce. Najjednoduchší vzorec vyjadruje najmenší pomer medzi počtom atómov prvkov obsiahnutých v molekule. Skutočný vzorec ukazuje skutočný počet atómov v molekule, zodpovedajúci najmenšiemu pomeru. Na stanovenie skutočného vzorca potrebujete poznať nielen hmotnostné zloženie látky, ale aj jej molekulovú hmotnosť. w(C) = 75 % Nájdite: Riešenie: 1) Vyberte hmotnosť neznámej zlúčeniny na 100 g Potom sa hmotnosti prvkov H a C rovnajú: E Príklad 3 Odvoďte vzorec pre zlúčeninu obsahujúcu 25 % vodíka a 75% uhlíka. / p (H) \u003d 100-0,25 \u003d 25 g, m (C) \u003d 100 0,75 \u003d 75 g 2) Určte množstvo látok atómových prvkov H a C: 25 75 mol, v(C) = -- = 6,25 mol. 1 A/ 3) Zostavte kvantitatívny pomer látok: v (H): v (C) - 25: 6,25. 4) Vydeľte pravú stranu podielu menším číslom (6,25) a získajte pomer atómov vo vzorci neznámej zlúčeniny: * (C): y (H) \u003d 1: 4. Najjednoduchší vzorec zlúčeniny je CH4. Odpoveď: CH4. Príklad 4 Úplným spálením 2,66 g určitej látky vzniklo 1,54 g oxidu uhoľnatého (IV) a 4,48 g oxidu sírového (IV). Hustota pár tejto látky vo vzduchu je 2,62. Nájdite skutočný vzorec tejto látky. Dané: m(C02) = 1,54 g m(S02) = 4,48 g Nájdite: skutočný vzorec látky Riešenie: 1) Vypočítajte množstvo oxidu uhoľnatého (IV) a oxidu sírového (IV): ) \u003d --- \ u003d 0,035 mol, 44 4,48 v (S02) ~ -GT ~ \u003d 0,07 mol. 64 2) Určite množstvo látok atómového uhlíka a síry: v (C) \u003d v (C02) - 0,035 mol, v (S) \u003d v (S02) \u003d 0,07 mol. 3) Nájdite hmotnosti uhlíka a síry: /72 (C) \u003d 0,035-12 "0,42 g, m (S) \u003d 0,07 32" 2,24 g. Celková hmotnosť týchto prvkov je 2,66 g a rovná sa hromadne spálená látka. Preto sa skladá len z uhlíka a síry. 4) Nájdeme najjednoduchší vzorec látky: v (C): v (S) - 0,035: 0,07 - 1: 2. Najjednoduchší vzorec je CS2. 5) Určte molárnu hmotnosť CS2: M(CS2) = 12 + 32 2 = 76 g/mol. 6) Vypočítame skutočný vzorec látky: Af \u003d 29 1> \u003d 29 2,62 - 76 g / mol. IST. VOED. * "Skutočný vzorec látky sa teda zhoduje s najjednoduchším. Odpoveď: L / ist - 76 g / mol. Príklad 5 Odvoďte skutočný vzorec organickej zlúčeniny obsahujúcej 40,03 % C, 6,67 % H a 53,30 % O. molárna hmotnosť tejto zlúčeniny je 180 g/mol Dané: u>(C) = 40,03 % w(H) - 6,67 % w(0) = 53,30 % m(CxHy02) = 180 g/mol Nájdite : shyauog Riešenie: 1) Označme počet atómov uhlíka cez x, počet atómov vodíka - y, počet atómov kyslíka - r. 2) Vydeľte percento prvkov ich relatívnou atómovou hmotnosťou a nájdite pomer medzi atómami v molekula tejto zlúčeniny: 40, 03 6,67 53,30 x:y: z = 3,33: 6,67: 3,33 3) Nájdené hodnoty uvedieme na celočíselné hodnoty: x: y: z = 1: 2: 1. Najjednoduchší vzorec organická zlúčenina bude CH20. Molárna hmotnosť je: (12 + 2 + 16) -30 g/mol. Molárna hmotnosť najjednoduchšieho vzorca je 6-krát 180:30 \u003d 6 menšia ako molárna hmotnosť skutočného vzorca Preto na odvodenie skutočného vzorca organickej zlúčeniny je potrebné vynásobiť počet atómov 6. Potom dostaneme С6Н1206. Odpoveď: SbN12Ob. Príklad 6 Stanovte vzorec kryštalického hydrátu chloridu vápenatého, ak sa 3,24 g kondenzovanej vody uvoľnilo počas kalcinácie 6,57 g z nej. Dané: /l(CaC12 * H20) = 6,57 g m(H20) = 3,24 g 3,2 \u003d 3,33 g 2) Určte množstvo látok CaC12 a H20: 3 33 v (CaCL) - ---- 0,03 mol, 111 3,24 v (H90) --- 0,18 mol. 2 18 3) Nájdite vzorec kryštalického hydrátu: v(CaCl2): v(H20) = 0,03: 0,18 = 1:6. Vzorec kryštalického hydrátu je CaC12 6H20. Odpoveď: CaC12 6H20. Chemická rovnica je obraz chemická reakcia pomocou chemických symbolov a vzorcov. Rovnica charakterizuje tak kvalitatívnu stránku reakcie (ktoré látky vstúpili do chemickej reakcie a ktoré sa pri nej získali), ako aj kvantitatívnu (aké sú kvantitatívne pomery medzi hmotnosťami alebo objemami pre plyny východiskových látok a produktov reakcie). Odraz kvantitatívnej stránky chemických procesov rovnicami umožňuje vykonávať rôzne výpočty na ich základe: zistenie hmotnosti alebo objemu východiskových látok na získanie daného množstva reakčných produktov, hmotnosti alebo objemu nových látok, ktoré môžu sa získa z daného množstva východiskových látok atď. Príklad 7 Akú hmotnosť hliníka treba odobrať na redukciu železa zo 464 g oxidu železa? Dané: m(Fe304) = 464 g Nájdite: m(A1) Riešenie: 1) Napíšte rovnicu reakcie a uveďte kvantitatívne pomery potrebných látok: 8A1 + 3Fe304 - 9Fe + 4A1203. 8 mol 3 mol 2) Určte molárnu hmotnosť Fe304: M(Fe304) - 56 3 + 16 4 = 232 g/mol. 3) Vypočítame množstvo látky železného kameňa (Fe304): 464 v (Fe304) - -- = 2 mol. Pomocou rovnice chemickej reakcie je možné vypočítať, ktorá látka a v akom množstve sa odoberá v nadbytku (alebo nedostatku) pri interakcii daných množstiev reagujúcich látok. Príklad 9 Do roztoku obsahujúceho 37,6 g dusičnanu meďnatého sa pridali železné piliny s hmotnosťou 5,6 g. Vypočítajte, či dusičnan meďnatý zostane v roztoku po skončení chemickej reakcie. Dané: / n (Cu (N03) 3) \u003d 37,6 g m (Fe) - 5,6 g Nájdite: zostane dusičnan meďnatý v roztoku Riešenie: 1) Napíšte rovnicu reakcie: Cu (N03) 2 + Fe = Fe (N03) )2 + C. 2) Nájdite molárnu hmotnosť Cu(N03)2: M(Cu(N03)2) = 64 + 14 2 + 16 6 - 188 g/mol. 3) Určite množstvo látok Cu (N03) 2 a Fe: 37,6 v (Cu (N03) 2) \u003d -u- \u003d 0,2 mol, v (Fe) \u003d - "\u003d 0,1 mol. 56 4) Množstvo látky Cu (N03) 2 vypočítame podľa reakčnej rovnice podľa pomeru: 1 mol Cu (N03) 2 - 1 mol Fe v mol Cu (N03) 2 - 0,1 mol Fe v (Cu (N03) 2 ) \u003d 0,1 mol Porovnaním počiatočného množstva Cu (N03) 2 a potrebného na reakciu sme dospeli k záveru, že množstvo Cu (N03) 2 sa odoberá v nadbytku. Musí sa vykonať výpočet množstva reaktantov a reakčných produktov von podľa množstva látky odobratej v deficite V našom prípade - Vypočítajte látkové množstvo a hmotnosť Cu(N03)2 v roztoku po reakcii: v(Cu(N03)2) = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol, m(Cu(N03)2) = 0,1 188 \u003d 18,8 g Odpoveď: m (Cu (N03) 2) \u003d 18,8 g Podľa chemickej rovnice je možné vykonať výpočty aj pri počiatočnom látka obsahuje určité špecifikované množstvo nečistôt. Príklad 10 Vypočítajte, koľko dusitanu sodného vznikne pri kalcinácii 1 kg čílskeho dusičnanu obsahujúceho 85 % NaNO3. Dané: /p(dusičnan) = 1 kg na (NaN03) = 85 % Nájdite: m(NaN02) Riešenie: 1) Napíšte rovnicu reakcie: 2NaN03 = 2NaN02 + 02|. 2) Stanovte hmotnosť NaN03: t(dusičnan) k (NaN03) m(NaNOo) = 37 100 % 1 103- 85 % m(NaN03) = = = 850 g v(NaN03) = = 10 mol. 3) Určte látkové množstvo NaN03: 850 85 4) Vypočítajte látkové množstvo NaN02 podľa reakčnej rovnice podľa pomeru: 2 mol NaN03 - 2 mol NaN02 10 mol NaNO. - v mol NaNO., Nájdite hmotnosť NaN02: m(NaN02) = 10 69 = 690 g Odpoveď: m(NaN02) = 690 g Na základe rovnice chemickej reakcie (alebo chemického vzorca) sa riešia úlohy na výťažok produktu. Príklad 11 Piesok s hmotnosťou 2 kg sa roztavil s nadbytkom hydroxidu draselného, čo viedlo k reakcii kremičitanu draselného s hmotnosťou 3,82 kg. Stanovte výťažok reakčného produktu, ak hmotnostný podiel oxidu kremičitého v piesku je 90 %. Dané: t(piesok) = 2 kg 0)(Si02) = 90% m(K2Si03) = 3,82 kg Nájdite: 4(K2Si03) Riešenie: 1) Napíšte rovnicu reakcie: Si02 + 2KOH = K2Si03 + H20. 2) Určite hmotnosť Si02: t (piesok) 90% 2> "shG% -2 90% t (8Yu ^) \u003d - tshg \u003d 1" 8kg- 3) Určte množstvo látky Si02: 1,8-103 v (Si02) ---- = 30 mol. E-Ll 4) Vypočítajte látkové množstvo K2Si03 podľa reakčnej rovnice podľa pomeru: 1 mol Si02 - 1 mol K2Si03 30 mol Si02 - v mol K2Si03 v (K2Si03) = 30 mol. 5) Nájdeme hmotnosť K2Si03, ktorá by mala byť vytvorená v súlade s teoretickým výpočtom: m (K2Si03) - 30 154 - 4620 g alebo 4,62 kg. 6) Vypočítali sme výťažok reakčného produktu: 3,82 100 % lgtl / L-Sch - 82,7 %. Odpoveď: Ti(K2Si03) - 82,7%. Úlohy na samostatné riešenie 1. Vypočítajte hmotnostný zlomok každého z prvkov v nasledujúcich zlúčeninách chrómu: a) Fe(Cr02)2; b) Cr2(S04)3; c) (NH4)2Cr04. 2. Vypočítajte hmotnosť medi obsiahnutej v 444 g zásaditého uhličitanu meďnatého. Odpoveď: 256 g 3. Vypočítajte hmotnosť železa, ktorú možno získať z 320 g červenej železnej rudy. Odpoveď: 224 g 4. Koľko mólov dusičnanu olovnatého obsahuje: a) 414 g olova; b) 560 g dusíka; c) 768 g kyslíka. Odpoveď: a) 2 mol; b) 20 mol; c) 8 mol. 5. Vypočítajte hmotnosť fosforu, ktorú možno získať z 1 tony fosforitu s obsahom 31 % ortofosforečnanu vápenatého. Odpoveď: 62 kg. 6. Surová Glauberova soľ obsahuje 94 % kryštalického hydrátu. Vypočítajte hmotnosť bezvodého síranu sodného, ktorý možno získať zo 6,85 ton tejto suroviny. Odpoveď: 2,84 ton 7. Odvoďte najjednoduchší vzorec zlúčeniny obsahujúcej 44,89 % draslíka, 18,37 % síry a 36,74 % kyslíka. Odpoveď: K2S04. 8. Minerálny medený lesk obsahuje 79,87 % medi a 20,13 % síry. Nájdite vzorec minerálov. Odpoveď: Cu2S. 9. Vápnik alebo horčík horiaci v dusíkovej atmosfére tvoria zlúčeniny obsahujúce 18,92 % a 27,75 % dusíka. Nájdite vzorce týchto zlúčenín. Odpoveď: Ca3N2; Mg3N2. 10. Uhľovodík obsahuje 85,72 % uhlíka a 14,28 % vodíka. Nájdite jeho vzorec a určte, do ktorej homologickej série patrí. Odpoveď: C2H4. 11. Molárna hmotnosť zlúčeniny je 98 g/mol. Určte vzorec tejto zlúčeniny obsahujúcej 3,03 % H, 31,62 % P a 65,35 % O. Odpoveď: H3P04. 12. Pri spaľovaní organickej hmoty pozostávajúcej z uhlíka, vodíka a síry sa získalo 2,64 g oxidu uhoľnatého (IV), 1,62 g vody a 1,92 g oxidu sírového (IV). Nájdite vzorec pre túto látku. Odpoveď: C2H6S. 13. Stanovte skutočný vzorec organickej hmoty, ak sa pri spaľovaní 2,4 g z nej získalo 5,28 g oxidu uhoľnatého (IV) a 2,86 g vody. Hustota vodíkových pár tejto látky je 30. Odpoveď: C3H80. 14. Stanovte vzorec jedného z kryštálových hydrátov síranu sodného, ak pri jeho dehydratácii strata hmotnosti predstavuje 20,22 % hmotnosti kryštalického hydrátu. Odpoveď: Na2S04 2H20. 15. 0,327 g zinku sa rozpustilo v kyseline sírovej a z výsledného roztoku sa vykryštalizovalo 1,438 g kryštalického hydrátu zinkovej soli. Nastavte vzorec kryštalického hydrátu. Odpoveď: ZnSO4 7H20. 16. Pri redukcii oxidu wolfrámového (VI) vodíkom vzniklo 27 g vody. Akú hmotnosť volfrámu možno v tomto prípade získať? Odpoveď: 92. 17. Železná platňa bola ponorená do roztoku síranu meďnatého. Po určitom čase sa hmotnosť dosky zvýšila o 1 g. Aká hmotnosť medi je nanesená na platni? Odpoveď: 8 g 18. Určte, ktorá látka a v akom množstve zostane v nadbytku v dôsledku reakcie medzi 4 g oxidu horečnatého a 10 g kyseliny sírovej. Odpoveď: 0,20 g H2SO4. 19. Aký objem oxidu uhličitého bude potrebný na premenu 50 g uhličitanu vápenatého na hydrogenuhličitan? Odpoveď: 11,2 litra CO2. 20. Aké zloženie a v akom množstve sa získa soľ interakciou roztoku s obsahom 9 g hydroxidu sodného s oxidom uhličitým pri spaľovaní 2,24 litra metánu? Odpoveď: 11,9 g Na2C03. 21. Pri rozklade 44,4 g malachitu sa získalo 4,44 litra oxidu uhoľnatého (IV) (n.a.). Určte hmotnostný zlomok (%) nečistôt v malachite. Odpoveď: 0,9%. 22. Pri spracovaní zmesi horčíka a oxidu horečnatého s hmotnosťou 5 g s kyselinou chlorovodíkovou sa uvoľnili 4 litre (n.a.) vodíka. Vypočítajte hmotnostný podiel horčíka v zmesi. Odpoveď: 85,7 %. 23. Aký objem amoniaku (n.a.) získame zahrievaním zmesi 5,35 g chloridu amónneho s 10 g hydroxidu vápenatého? Odpoveď: 2,24 litra. 24. Aká hmotnosť kremíka, obsahujúca 8 % nečistôt, reagovala s roztokom hydroxidu sodného, ak sa uvoľnilo 5,6 litra vodíka (n.a.)? Odpoveď: 3,8 g 25. Kyselina fosforečná s hmotnosťou 195 kg bola získaná z prírodného fosforitu s hmotnosťou 310 kg. Vypočítajte hmotnostný zlomok Ca3(PO4)2 v prírodnom fosforite. Odpoveď: 99,5%.

V mineralógii je dôležité vedieť vypočítať vzorec minerálu na základe výsledkov jeho chemickej analýzy. Táto časť poskytuje množstvo príkladov takýchto výpočtov pre rôzne minerály. Keď sa vykonajú výpočty a získa sa štruktúrny vzorec, je jasné, či sa zhoduje s kryštálovo-chemickými údajmi o minerále. Treba si uvedomiť, že aj keď sa celkový súčet zložiek v rozbore rovná 100 %, nemusí to vždy znamenať, že zloženie minerálu je určené správne a presne.

5.7.1 Výpočet sulfidovej analýzy

V prípade sulfidických minerálov sú výsledky analýz zvyčajne vyjadrené v hmotnostných percentách.

Tabuľka 5.1 Výsledky chemickej analýzy železonosného sfaleritu z ložiska Renström, Sev. Švédsko (podľaR. C. Duckworth a D. Richard,minerál. Mag. 57:83-91, 1993)

Element	Mac.%	Jadrový	Jadrový
		množstvo	pomerov
			pre S = 1
	57,93	0,886	0,858
	8,21	0,1407	0,136
	33,09	1,032	1,000
Sum	99,23

max (hmotn. %) prvkov. Výpočet vzorca z takýchto analýz je jednoduchý aritmetický problém. V nižšie uvedenom príklade sfaleritu obsahujúceho železo (tabuľka 5.1) je prvým krokom rozdelenie hmotnostného percenta každého prvku jeho atómovou hmotnosťou, čím sa získa molárny zlomok tohto prvku. Štruktúrny vzorec sfaleritu s obsahom železa vyzerá ako (Zn, Fe)S, a preto, aby výsledky mali správne pomery, musí byť buď súčet molárnych frakcií Zn a Fe, alebo molárny podiel S Použitý vzorec umožňujúci plne katiónovú aj plne aniónovú mriežku je platný pre uvažovaný prípad a ak sú výsledky analýzy správne, potom by sa vzorce vypočítané oboma metódami mali zhodovať. Takže pri privedení S na jednotku a zaokrúhlení výsledných hodnôt na druhé desatinné miesto dostaneme vzorec (Zn 086 Fe 014) 100 S. Niektoré sulfidové minerály (napríklad pyrhotit Fe 1-x S) majú stechiometrický obsah katiónov. V takýchto prípadoch by sa analýzy mali vypočítať na základe množstva iónov síry.

5.7.2 Výpočet silikátovej analýzy

Výsledky analýz horninotvorných minerálov (pozri napr. rozbor granátu v tabuľke 5.2) sa zvyčajne vyjadrujú v hmotnostných percentách oxidov. Výpočet analýzy prezentovanej v tejto forme je o niečo komplikovanejší a zahŕňa množstvo dodatočných operácií.

molekulová hmotnosť, ktorá udáva relatívny obsah molekúl oxidov (stĺpec 2).

2. Vypočítajte atómové množstvá kyslíka. Na tento účel sa každá hodnota v stĺpci 2 vynásobí počtom atómov kyslíka v zodpovedajúcich oxidoch, čím sa získa relatívny obsah atómov kyslíka zavedených do vzorca každým prvkom (stĺpec 3).

V spodnej časti stĺpca 3 je celkový počet atómov kyslíka (2,7133).

3. Ak chceme získať vzorec granátu na základe 12 atómov kyslíka, potom je potrebné prepočítať pomery atómov kyslíka tak, aby ich celkový počet bol 12. Na tento účel sa čísla v stĺpci 3 pre každý oxid vynásobia 12 / T, kde T je celkové množstvo kyslíka zo stĺpca 3. Výsledky sú uvedené v stĺpci 4.

4. Vypočítajte pomery atómov pre rôzne katióny. Na tento účel musia byť čísla v stĺpci 4 vynásobené alebo delené hodnotami týchto pomerov, určenými stechiometriou. Takže napríklad SiO 2 má jeden kremík na dva kyslíky. Preto je zodpovedajúci počet stĺpca 4 deliteľný 2. Al203 má dva atómy hliníka na každé tri atómy kyslíka, v tomto prípade sa počet stĺpca 4 vynásobí 2/3. Pre dvojmocné katióny sú čísla v stĺpcoch 4 a 5 rovnaké.

Tabuľka 5.2 Výsledky chemickej analýzy granátu, baňa Wesselton, Kimberley, Južná Afrika (podľaA.D. Edgar a H.E. Charbonneau,Am.Mineral. 78:132-142, 1993)

Oxid	% hmotnostné oxidy	Molekulárna množstvo oxidy	Jadrový množstvo kyslíka v molekule	Počet aniónov na 12 atómov O, t.j. stĺpec (3) x 4,422	Počet katiónov vo vzorci
Si02	40,34	0,6714	1,3426	5,937	Si 2,968
A1 2 0 3	18,25	0,1790	0,537	2,374	Al 1,582
	4,84	0,0674	0,0674	0,298	Fe 0,298
	0,25	0,0035	0,0035	0,015	Mn 0,015
Ti0 2	2,10	0,0263	0,0526	0,232	Ti 0,116
Cr 2 0 3	2,22	0,0146	0,0438	0,194	Cr 0,129
	18,77	0,3347	0,3347	1,480	Cca 1,480
	13,37	0,3317	0,3317	1,467	Mg 1,467
Sum	100,14		2,7133
			12/2,7133 = 4,422

Počet katiónov vo vzorci, zodpovedajúci stanovenému počtu atómov kyslíka (12) a uvedený v stĺpci 5, možno zoskupiť spôsobom uvedeným v tabuľke v súlade so štruktúrnym vzorcom granátu A 3 B 2 [(Si , Al) 0 4], kde A sú dvojmocné katióny (Ca, Mg, Fe, Mn) a B - trojmocné katióny (Al, Cr), ako aj Ti4+. Nedostatok Si je kompenzovaný Al, ktorý sa odoberá v takom množstve, aby úplne vyplnil tetraedrické polohy. Zvyšné atómy hliníka sú do polohy B

Ak chcete rýchlo posúdiť správnosť vykonaných aritmetických operácií, musíte skontrolovať rovnováhu valencií sčítaním kladných a záporných nábojov.

5.7.3 Výpočet analýzy v prítomnosti rôznych anióny

V poslednom príklade stručne zvážime výpočet vzorca na základe výsledkov analýzy v prítomnosti rôznych aniónov v zložení minerálu (tabuľka 5.3). Minerál v našom prípade predstavuje fluór apatit Ca 5 (PO 4) 3 ^, 0, OH), ktorý okrem

Tabuľka 5.3 Výsledky chemickej analýzy apatitu

oxidy	(!) ~	(2.)		Ch 4) Číslo ka
	% hm.	Molecu	Molecu	Ch 4) Číslo ka
		polárny	polárny	tióny v
		ak	množstvo	založené na
Na20 K2O P2O5 H2O Sum O = FjCl Sum	55,08 0,32 0,02 0,05 0,03 0,04 0,0! 42,40 1,63 0,20 1,06 100,84 -0,72 100,12	kvality 0,9822 0,0020 0,0003 0,0012 0,0003 0,0006 0,0001 0,2987 0,0858 0,0056 0,0567 0,0914 3/2, 5409 =	VA kyslík 0,9822 0,0060 0,0003 0,0012 0,0003 0,0006 0,0001 1,4935 0,0858 0,0056 0,0567 0,0914 2,5409 4, 9386	13 aniónov (4,9386) 4,85 0,02 0,01 0,01 2,95 0,42 0,03 0,56

kyslík obsahuje F a Cl. Výsledky analýzy sú opäť vyjadrené v hmotnostných percentách oxidov, hoci v skutočnosti sú niektoré z nich halogenidy. V takýchto prípadoch je potrebné korigovať celkové množstvo kyslíka s prihliadnutím na počet mólov kyslíka ekvivalentných prítomným halogenidom.

Výpočet teda zahŕňa nasledujúce kroky.

Na tento účel sa musí počet mólov uvedený v stĺpci 2 vynásobiť stechiometriou

aniónové číslo. Nezabudnite odpočítať kyslíkový ekvivalent (v tomto prípade 0,0914 mol) k F a Cl prítomným v minerále (tabuľka betz 3).

3. Spočítajte počet aniónov, pričom nezabudnite odpočítať 0,0914 mólu kyslíka spojeného s prítomnými F a Cl (získa sa 2,5409).

4. Ak chceme získať apatitový vzorec založený na 13 aniónoch, potom musíme prepočítať pomery aniónov tak, aby ich celkový počet bol 13. Aby sme to dosiahli, každý z nich sa vynásobí 13 / 2,5409, tie. na 4,9386.

5. Vypočítajte pomery atómov rôznych katiónov. Za týmto účelom vynásobte molekulárne množstvá uvedené v stĺpci 2 číslom 4,9386 a potom vynásobte alebo vydeľte hodnoty získané hodnotami týchto pomerov, určenými stechiometriou oxidov. Napríklad, pri P205 zapnutom mól oxidu predstavuje dva atómy fosforu. Konečné výsledky sú uvedené v stĺpci 4.

Literatúra na ďalšie štúdium

1. Goldstein, J.L., Newbury, D.E., Echhn, P., Joy, D.C., FiOTi, C. a Lifshm, E. Skenovacia elektrónová mikroskopia a röntgenová mikroanalýza. New York, plénum, 1984.

2. Marfunin, A. S. (ed.). Methods and Instrumentation: Results and Recent Developments, vol. 2 z Advanced Mineralogy Berlin, Springer-Verlag, 1985.

3. Willard, H. H., Merntt, L. L., Dean, J. A. a Settle, F.A. Inštrumentálne metódy analýzy, 7. vydanie. Belmont, CA, Wadsworth, 1988.

Doplnenie editora

1. Garanin V.K., Kudryavtseva G.P.Použitie prístrojov elektrónových sond na štúdium minerálnych látok. M, Nedra, 1983, 216 s.

2. Laputina I.P. Mikrosonda v mineralógii. M., Na uka, 1991, 139 s.

Fyzikálne vlastnosti minerálov sú určené interakciou medzi štruktúrou a chemickým zložením. Tieto vlastnosti zahŕňajú tie, ktoré ovplyvňujú vzhľad minerál, ako je jeho lesk a farba. Ďalšie vlastnosti ovplyvňujú fyzikálne vlastnosti minerálov – tvrdosť, piezoelektrina, magnetizmus. Najprv zvážime hustotu minerálov, pretože táto vlastnosť priamo súvisí s ich štruktúrou a zložením.