Kemiska formler för dummies. Kemiska beräkningar Bekantskap med kväve. Aminer

På grundval av dem sammanställs scheman och ekvationer för kemiska reaktioner, liksom den kemiska klassificeringen och nomenklaturen för ämnen. En av de första som använde dem var den ryske kemisten A. A. Iovsky.

En kemisk formel kan stå för eller återspegla:

1 molekyl (liksom jon, radikal ...) eller 1 mol av ett specifikt ämne;
kvalitativ sammansättning: vilka kemiska grundämnen ämnet består av;
kvantitativ sammansättning: hur många atomer av varje grundämne molekylen innehåller (jon, radikal ...).

Till exempel betyder formeln HNO 3:

1 molekyl salpetersyra eller 1 mol salpetersyra;
kvalitativ sammansättning: salpetersyramolekylen består av väte, kväve och syre;
kvantitativ sammansättning: salpetersyramolekylen består av en väteatom, en kväveatom och tre syreatomer.

Typer

För närvarande särskiljs följande typer av kemiska formler:

Den enklaste formeln . Det kan erhållas empiriskt genom att bestämma förhållandet mellan kemiska element i ett ämne med hjälp av värdena för grundämnenas atommassa. Så den enklaste formeln för vatten kommer att vara H 2 O, och den enklaste formeln för bensen CH (till skillnad från C 6 H 6 - sant,). Atomer i formler betecknas med tecken på kemiska element, och deras relativa antal - med siffror i formatet av sänkningar.
Riktig formel . Molekylformel - kan erhållas om ämnets molekylvikt är känd. Den sanna formeln för vatten är H 2 O, som sammanfaller med den enklaste. Den sanna formeln för bensen är C 6 H 6, som skiljer sig från den enklaste. Sanna formler kallas också grova formler . De återspeglar sammansättningen, men inte strukturen hos ämnets molekyler. Den sanna formeln visar det exakta antalet atomer av varje grundämne i en molekyl. Detta nummer motsvarar det [lägre] indexet - ett litet tal efter symbolen för motsvarande element. Om indexet är 1, det vill säga det finns bara en atom av ett givet grundämne i molekylen, så anges inte ett sådant index.
rationell formel . I rationella formler särskiljs grupper av atomer som är karakteristiska för klasser av kemiska föreningar. Till exempel, för alkoholer, särskiljs -OH-gruppen. När man skriver en rationell formel är sådana grupper av atomer inneslutna inom parentes (OH). Antalet återkommande grupper anges med siffror i sänkt format, som placeras omedelbart efter den avslutande parentesen. Hakparenteser används för att återspegla strukturen hos komplexa föreningar. Till exempel är K4 kaliumhexacyanokoboltat. Rationella formler finns ofta i en semi-expanderad form, när en del av identiska atomer visas separat för bättre reflektion strukturen hos en molekyl av ett ämne.
Markush formelär en formel där den aktiva kärnan och ett antal substituentvarianter kombineras till en grupp av alternativa strukturer. Det är ett bekvämt sätt att beteckna kemiska strukturer på ett generaliserat sätt. Formeln hänvisar till beskrivningen av en hel klass av ämnen. Användningen av "breda" Markush-formler i kemiska patent leder till många problem och diskussioner.
Empirisk formel. Olika författare kan använda denna term för att referera till det enklaste , Sann eller rationell formler.
Strukturformel. Visar grafiskt det inbördes arrangemanget av atomer i en molekyl. Kemiska bindningar mellan atomer indikeras med linjer (streck). Det finns tvådimensionella (2D) och tredimensionella (3D) formler. Tvådimensionella är en reflektion av materiens struktur på ett plan (även skelettformel- försöker approximera en 3D-struktur på ett 2D-plan). Tredimensionella [rumsliga modeller] tillåter oss att representera dess sammansättning närmast teoretiska modeller av materiens struktur, och ofta (men inte alltid), ett mer komplett (sant) ömsesidigt arrangemang av atomer, bindningsvinkeln och avstånden mellan atomer.

Den enklaste formeln: C 2 H 6 O
Sann, empirisk eller grov formel: C 2 H 6 O
Rationell formel: C 2 H 5 OH
Rationell formel i semi-expanderad form: CH 3 CH 2 OH

N N │ │ H-C-C-O-N │ │ N N

Strukturformel (3D):

Alternativ 1: Alternativ 2:

Den enklaste formeln C 2 H 6 O kan likaså motsvara dimetyleter (rationell formel; strukturell isomerism): CH 3 -O-CH 3.

Det finns andra sätt att skriva kemiska formler. Nya metoder dök upp i slutet av 1980-talet med utvecklingen av persondatortekniken (SMILES, WLN, ROSDAL, SLN, etc.). I personliga datorer speciella mjukvaruverktyg som kallas molekylära editorer används också för att arbeta med kemiska formler.

Anteckningar

Grundläggande begrepp inom kemi (obestämd) (inte tillgänglig länk). Hämtad 23 november 2009. Arkiverad från originalet 21 november 2009.
Skilja på empirisk Och Sann formler. Empirisk formel uttrycker den enklaste formelnämne (kemisk förening), som bestäms genom elementaranalys. Så det visar analysen protozo, eller empirisk formeln för någon förening motsvarar CH. Riktig formel visar hur många av dessa enkla CH-grupper som finns i molekylen. Tänka riktig formel i formen (CH) x, då har vi vid x = 2 acetylen C 2 H 2, vid x = 6 - bensen C 6 H 6.
Strängt taget kan man inte använda termerna " molekylär formel"och" molekylär massa"salter, eftersom det inte finns några molekyler i salter, utan bara ordnade gitter bestående av joner. Ingen av natriumjonerna [katjon] i natriumkloridstrukturen "tillhör" någon speciell kloridjon [anjon]. Det är rätt att prata om kemisk formel salt och dess motsvarande formelns vikt. Eftersom den kemisk formel (Sann) natriumklorid - NaCl, formelns vikt natriumklorid definieras som summan av atommassorna för en natriumatom och en kloratom: 1 natriumatom: 22.990 a. äta.
1 kloratom: 35,453 a. äta.
-----------
Totalt: 58 443 a. äta.
Det är vanligt att kalla detta värde "

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

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

Jag markerade hydroxylgruppen i den med rött.

karboxylsyror

Alla vinmakare vet att vin måste hållas borta från luften. Annars blir det surt. Men kemister vet orsaken - om du lägger till en syreatom till i alkohol får du en syra.
Låt oss titta på formlerna för syror som erhålls från alkoholer som redan är bekanta för oss:

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

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

Alla som provat vinäger vet att det är väldigt surt. Anledningen till detta är närvaron av ättiksyra i den. Vanligtvis innehåller bordsvinäger 3 till 15 % ättiksyra, med resten (mest) vatten. Att äta outspädd ättiksyra är livsfarligt.

Karboxylsyror kan ha flera karboxylgrupper. I det här fallet kallas de: tvåbasisk, tredelad etc...

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

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

Radikaler

Radikaler är ett annat begrepp som har påverkat kemiska formler. Ordet i sig är säkert känt för alla, men inom kemin har radikaler ingenting att göra med politiker, rebeller och andra medborgare med en aktiv position.
Här är de bara fragment av molekyler. Och nu kommer vi att ta reda på vad som är deras egenhet och bekanta oss med ett nytt sätt att skriva kemiska formler.

Ovan i texten har generaliserade formler redan nämnts flera gånger: alkoholer - (R) -OH och karboxylsyror - (R) -COOH. Låt mig påminna dig om att -OH och -COOH är funktionella grupper. Men R är radikalen. Inte konstigt att det avbildas i form av bokstaven R.

Mer specifikt är en envärd radikal en del av en molekyl som saknar en väteatom. Tja, om man tar bort två väteatomer får man en tvåvärd radikal.

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

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

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

Det finns ett annat fenomen fria radikaler. Det är radikaler som av någon anledning skiljde sig från funktionella grupper. I det här fallet bryts en av reglerna som vi började studien av formler med: antalet kemiska bindningar motsvarar inte längre valensen hos en av atomerna. Jo, eller så kan man säga att en av länkarna blir öppen från ena änden. Vanligtvis lever fria radikaler under en kort tid, eftersom molekylerna tenderar att återgå till ett stabilt tillstånd.

Introduktion till kväve. Aminer

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

Låt oss se vilka ämnen som erhålls om kväve tillsätts till välbekanta kolväten:

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

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

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

Rationella formler

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

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

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

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

Vid första anblicken kan man se att den rationella formeln är en mellanting mellan struktur- och bruttoformlerna. Men än så länge är det inte särskilt klart hur de erhålls. För att förstå innebörden av dessa formler måste du överväga de kemiska reaktioner som ämnen deltar i.

Kalcium i sin renaste form är en mjuk vit metall. Det förekommer inte i naturen. Men det är fullt möjligt att köpa det i en kemikalieaffär. Det förvaras vanligtvis i speciella burkar utan lufttillgång. Eftersom det reagerar med syre i luften. Det är faktiskt därför det inte förekommer i naturen.
Så, reaktionen av kalcium med syre:

2Ca + O2 -> 2CaO

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

CaO + H2O -> Ca(OH2)

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

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

CO2 + H2O<=>H2CO3

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

Således reagerar kalciumhydroxid löst i vatten med kolsyra och förvandlas till svårlösligt kalciumkarbonat:

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

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

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

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

Krita, kalksten, marmor, tuff och många andra mineraler består till stor del av kalciumkarbonat. Det finns också i koraller, blötdjursskal, djurben, etc...
Men om kalciumkarbonat värms till en mycket stark eld, då blir det kalciumoxid och koldioxid.

Denna korta berättelse om kalciumcykeln i naturen borde förklara varför rationella formler behövs. Så rationella formler är skrivna på ett sådant sätt att funktionella grupper är synliga. I vårt fall är detta:

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

joner

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

I allmänhet är kemiska bindningars natur vanligtvis att vissa grundämnen donerar elektroner medan andra tar emot dem. Elektroner är partiklar med negativ laddning. Ett element med en full uppsättning elektroner har noll laddning. Om han gav en elektron blir dess laddning positiv, och om han accepterade den blir den negativ. Till exempel har väte bara en elektron, som det ger upp ganska lätt och förvandlas till en positiv jon. För detta finns det ett speciellt register i kemiska formler:

H2O<=>H^+ + OH^-

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

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

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

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

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

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

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

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

Samma, men med hjälp av strukturformler:

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

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

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

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

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

Hill system

Så vi kan anta att vi redan har studerat de strukturella och rationella formlerna. Men det finns en annan fråga som är värd att överväga mer i detalj. Vad är skillnaden mellan grova formler och rationella?
Vi vet varför den rationella formeln för kolsyra skrivs H2CO3 och inte annars. (Två vätekatjoner kommer först, följt av karbonatanjonen.) Men varför skrivs bruttoformeln som CH2O3?

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

Lite om easyChem-systemet

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

Varför behöver vi något system för härledning av formler? Hela poängen är den standardsätt att visa information i webbläsare är Hypertext Markup Language (HTML). Den är inriktad på textbehandling.

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

H H | | H-C-C-O-H | | H H Det ser verkligen inte särskilt snyggt ut, men det är också genomförbart.

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

easyChem låter dig lagra alla formler direkt i ett HTML-dokument i textform. Jag tycker att det är väldigt bekvämt.
Dessutom beräknas bruttoformlerna i den här artikeln automatiskt. Eftersom easyChem fungerar i två steg: först omvandlas textbeskrivningen till en informationsstruktur (graf), och sedan kan olika åtgärder utföras med denna struktur. Bland dem kan följande funktioner noteras: beräkning av molekylvikt, konvertering till en bruttoformel, kontroll av möjligheten till utdata som text, grafik och textåtergivning.

För att förbereda den här artikeln använde jag därför endast en textredigerare. Dessutom behövde jag inte tänka på vilken av formlerna som skulle vara grafiska och vilka som skulle vara textmässiga.

Här är några exempel som avslöjar hemligheten med förberedelse av artikeltext: Beskrivningar från den vänstra kolumnen konverteras automatiskt till formler i den andra kolumnen.
På den första raden är beskrivningen av den rationella formeln mycket lik det visade resultatet. Den enda skillnaden är att de numeriska koefficienterna matas ut som interlinjära.
På den andra raden ges den utökade formeln som tre separata strängar, åtskilda av en symbol; Jag tror att det är lätt att se att en textbeskrivning är mycket lik vad som skulle krävas för att rita en formel med en penna på papper.
Den tredje raden visar användningen av lutande linjer med tecknen \ och /. Tecknet ` (backtick) betyder att linjen dras från höger till vänster (eller från botten till toppen).

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

Om detta, låt mig avsluta artikeln och önskar dig lycka till med att studera kemi.

Kort förklarande ordbok över termer som används i artikeln

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

Detta tillvägagångssätt drivs också av likheten mellan bruttoformlerna för svavelsyra, selensyra och så kallade tellursyra, H2SO4, H2SeO4 respektive H2TeO4. Men om de två första föreningarna helt motsvarar de strukturella begreppen syror, eftersom de innehåller isolerade tetraedriska komplexradikaler 2- eller 2- med CN för S och Se lika med 4, vilket ger anledning att skriva deras strukturformler i formen av H2 och H2 kan detta inte sägas om tellursyra. Studien av denna förening avslöjade inte några 2-anjoniska grupper med CN Te = 4 i sin struktur. Istället fann man att Te6+ joner har CN = 6, dvs. motsvarar cn för amfotera eller svagt sura anjonbildare. Strukturen för denna förening visade sig bestå av kedjor av TeO4(OH)2 - oktaedrar, i två motsatta hörn av vilka det finns OH-joner anslutna till varandra genom vanliga O-atomer i oktaedrarnas ekvatoriala hörn. Det är lätt att se att, efter att ha klippt ut repeterbarhetselementet för en sådan struktur, får vi strukturformeln i form av Te(OH)2O2. Således är denna förening en Te6+ hydroxidoxid med mycket svagt sura egenskaper, som skarpt skiljer den från svavelsyra och selensyra.

Bild 109 från presentationen "Systematics of Minerals" till kemilektioner på ämnet "Mineraler"

Mått: 960 x 720 pixlar, format: jpg. För att ladda ner en gratis bild för användning i en kemilektion, högerklicka på bilden och klicka på "Spara bild som...". Du kan ladda ner hela presentationen "Systematics of Minerals.ppt" i ett 4289 KB zip-arkiv.

Ladda ner presentationen

Mineraler

"Chemistry of Minerals" - Mineraler och mineralogi är av extremt stort intresse. Mineraler. mineraler i naturen. Bland industriellt värdefulla mineraler är det vanligt att särskilja två grupper. egenskaper hos mineraler. Mineraler i produkter. dyrbara mineraler. Mineralernas betydelse i mänskligt liv. Mineraler har spelat en viktig roll i mänsklig utveckling.

"Systematik av mineraler" - Metaller, vars element upptar den största vänstra delen. Kainosymmetriskt element. En familj av zeoliter som kombinerar underfamiljer. Grundläggande krav på mineralens systematik. Ojämförligt fler kopplingar av olika element med varandra. Tilldelning av ett mineral till en viss klass av oxysalter. Mineraler är övervägande av kovalent-jonisk och jonisk typ.

"Klassificering av mineraler" - Kosmisk kropp. Kvarts. Opal. Klassificering av mineraler. sfalerit. Klassen av inhemska element. Halite. Silikater kännetecknas av komplex kemisk sammansättning. Dolomit. Färg. silikater. Mineraler av sulfatklassen. Mineraler. Kvarts och kalcedon. klass av silikater. Av de vanligaste mineralerna av den första klassen kan svavel nämnas.

"Ural ädelstenar" - Men särskilt uppskattat: grönmönstrad malakit och rosa örn. Ofta i form av kristaller eller deras fragment. Produkter med DIAMANTER. Diamant. Ädelstenar finns i naturen i en mängd olika former, i en mängd olika former. Emerald (föråldrad: Smaragd) - pärla 1: a klassen. Smaragd.

"Malmer av järnhaltiga och icke-järnhaltiga metaller" - Bekanta dig med utbildningsmaterial. Fel. Användningen av stål och gjutjärn. Malmer. Rost. Grundläggande egenskaper hos metaller. Material om malmen. Hur man avgör vilken metall som är svart och vilken som är icke-järnhaltig. Järn. Förväntade resultat.

"Guldfyndighet" - Radioaktiva grundämnen. Kol. Mineraltillgångsbas. Antimon. Avlagringar av tenn och volfram. icke-metalliska mineraler. Olja och gas. Brännbara mineraler. Färgade och sällsynta metaller. Dynamiken i den årliga guldproduktionen. Guld. Avlagringar av antimon. Fyndigheter av guld. Tenn och volfram. Förbättring av lagstiftningen inom gruvsektorn.

De enklaste kemiska beräkningarna. Kemins grundläggande begrepp och lagar Kemisk symbolik Ett kemiskt tecken (en symbol för ett kemiskt grundämne) används som en förkortning för ett grundämnes namn. Som ett tecken, en eller två bokstäver från latinskt namn element. Si - koppar (cuprum), Au - guld (Aurum), etc. Systemet med kemiska tecken föreslogs 1811 av den svenske vetenskapsmannen J. Verzelius. Det kemiska tecknet betyder: [D) namnet på grundämnet; 1 mol av dess atomer; |T] atomnummer; [b] elementets relativa atommassa. Kemiska beräkningar En kemisk formel är ett uttryck för sammansättningen av ett ämne med hjälp av kemiska tecken. Från den kemiska formeln kan du ta reda på: (TJ namnet på ämnet; (2] en av dess molekyler; hur många mol atomer av varje grundämne som innehåller en mol av ämnet. Karakterisering av förhållandet mellan masskvantiteterna av grundämnen som utgör ämnet, gör formeln det möjligt att beräkna massan av varje grundämne i föreningen och dess massfraktion Exempel 1 Beräkna massfraktionen av väte i ammoniak Givet: M(N) = 14 g/mol M(H) ) = 1 g/mol Hitta: w(H) Lösning: 1) Bestäm molmassan av NH3: M( NH3) \u003d 14 + 1- 3 \u003d 17 g / mol. 2) Bestäm massan av ammoniak i mängd ämne 1 mol: m (NH3) \u003d 1 mol 17 g / mol \u003d 17 g. 3) Av ammoniakformeln följer att mängden ämne atomärt väte är 3 gånger mer än mängden ämne NH3: v (H) - 3v (NH3), v (H) \u003d 3-1 \u003d 3 mol. 4) Beräkna massan av väte: m = v M; m (H) = 3 1 = 3 g. 5) Hitta massfraktionen av väte i ammoniak: c; (H) = - = 0,176 eller 17,6 %. 17 Svar: w(H) = 17,6%. KG Exempel 2 Beräkna massan av fosfor som kan erhållas från 620 kg kalciumortofosfat. Givet: m (Ca3 (P04) 2) \u003d 620 kg Hitta: t (P Lösning: 1) Bestäm molmassan för Ca3 (P04) 2: M (Ca3 (P04) 2) \u003d 40 3 + 31 2 + 16 8 \u003d 310 g/mol. 2) Beräkna mängden kalciumortofosfatämne: = 203 mol. 3) Av formeln för kalciumortofosfat följer att mängden atomärt fosforämne är 2 gånger större än mängden Ca3(P04)2-ämne: v(P) = 2v(Ca3(P04)2), v(P) = 2 2 103 - 4 103 mol. 4) Hitta massan av fosfor; t (P) - 4 103 31 \u003d 124 kg. Svar: t (P) \u003d 124 kg. Det finns enkla och sanna (molekylära) formler. Den enklaste formeln uttrycker det minsta förhållandet mellan antalet atomer av de element som ingår i molekylen. Den sanna formeln visar det verkliga antalet atomer i molekylen, motsvarande det minsta förhållandet. För att fastställa den sanna formeln behöver du inte bara känna till ämnets massasammansättning utan också dess molekylvikt. w(C) = 75% Hitta: Lösning: 1) Välj massan av den okända föreningen per 100 g. Då är massorna av grundämnena H och C lika: E Exempel 3 Härled formeln för en förening som innehåller 25 % väte och 75 % kol. / p (H) \u003d 100-0,25 \u003d 25 g, m (C) \u003d 100 0,75 \u003d 75 g. 2) Bestäm mängden ämnen av atomära element H och C: 25 75 mol, v(C) = -- = 6,25 mol. 1 A/ 3) Sammanställ det kvantitativa förhållandet mellan ämnen: v (H): v (C) - 25: 6,25. 4) Dela den högra sidan av proportionen med ett mindre tal (6,25) och få förhållandet mellan atomer i formeln för en okänd förening: * (C): y (H) \u003d 1: 4. Den enklaste formeln för föreningen är CH4. Svar: CH4. Exempel 4 Fullständig förbränning av 2,66 g av en viss substans gav 1,54 g kolmonoxid (IV) och 4,48 g svaveloxid (IV). Ångdensiteten för detta ämne i luft är 2,62. Hitta den sanna formeln för detta ämne. Givet: m(C02) = 1,54 g m(S02) = 4,48 g Hitta: den sanna formeln för ämnet Lösning: 1) Beräkna mängden kolmonoxid (IV) och svaveloxid (IV): ) \u003d --- \ u003d 0,035 mol, 44 4,48 v (S02) ~ -GT ~ \u003d 0,07 mol. 64 2) Bestäm mängden ämnen av atomärt kol och svavel: v (C) \u003d v (C02) - 0,035 mol, v (S) \u003d v (S02) \u003d 0,07 mol. 3) Hitta massorna av kol och svavel: /72 (C) \u003d 0,035-12 "0,42 g, m (S) \u003d 0,07 32" 2,24 g. Den totala massan av dessa element är 2,66 g och är lika med massförbrännt ämne. Därför består den bara av kol och svavel. 4) Vi hittar den enklaste formeln för ämnet: v (C): v (S) - 0,035: 0,07 - 1: 2. Den enklaste formeln är CS2. 5) Bestäm molmassan för CS2: M(CS2) = 12 + 32 2 = 76 g/mol. 6) Vi beräknar den sanna formeln för ämnet: Af \u003d 29 1> \u003d 29 2,62 - 76 g / mol. IST. VOED. * "Den sanna formeln för ämnet sammanfaller alltså med den enklaste. Svar: L / ist - 76 g / mol. Exempel 5 Härled den sanna formeln för en organisk förening innehållande 40,03 % C, 6,67 % H och 53,30 % O. molmassan av denna förening är 180 g/mol Givet: u>(C) = 40,03 % w(H) - 6,67 % w(0) = 53,30 % m(CxHy02) = 180 g/mol Hitta: shyauog Lösning: 1) Låt oss beteckna antalet kolatomer genom x, antalet väteatomer - y, antalet syreatomer - r. 2) Dela andelen grundämnen med deras relativa atommassa och hitta förhållandet mellan atomerna i molekyl av denna förening: 40, 03 6,67 53,30 x:y: z = 3,33: 6,67: 3,33 3) Vi tar de hittade värdena till heltalsvärden: x: y: z = 1: 2: 1. Den enklaste formeln för en organisk förening kommer att vara CH20. Den molära massan är: (12 + 2 + 16) -30 g / mol. Den molära massan av den enklaste formeln är 6 gånger 180:30 \u003d 6 mindre än den molära massan av den sanna formeln Därför, för att härleda den sanna formeln för en organisk förening, måste antalet atomer multipliceras med 6. Då får vi С6Н1206. Svar: SbN12Ob. Exempel 6 Fastställ formeln för kalciumkloridkristallint hydrat om 3,24 g kondenserat vatten frigjordes under kalcinering av 6,57 g av det. Givet: /l(CaC12 * H20) = 6,57 g m(H20) = 3,24 g 3,2 \u003d 3,33 g. 2) Bestäm mängden ämnen CaC12 och H20: 3 33 v (CaCL) - ---- 0,03 mol, 111 3,24 v (H90) --- 0,18 mol. 2 18 3) Hitta formeln för kristallint hydrat: v(CaCl2): v(H20) = 0,03: 0,18 = 1:6. Formeln för det kristallina hydratet är CaC12 6H20. Svar: CaC12 6H20. Kemisk ekvation är en bild kemisk reaktion med hjälp av kemiska symboler och formler. Ekvationen karakteriserar både den kvalitativa sidan av reaktionen (vilka ämnen som ingick i den kemiska reaktionen och vilka som erhölls under den), och den kvantitativa (vilka är de kvantitativa förhållandena mellan massor eller volymer för gaser av utgångsämnena och reaktionsprodukterna). Reflexionen av den kvantitativa sidan av kemiska processer av ekvationerna gör det möjligt att utföra olika beräkningar på grundval av dem: att hitta massan eller volymen av utgångsämnena för att erhålla en given mängd reaktionsprodukter, massan eller volymen av nya ämnen som kan erhållas från en given mängd utgångsämnen etc. Exempel 7 Vilken massa aluminium måste tas för att reducera järn från 464 g järnoxid? Givet: m(Fe304) = 464 g Hitta: m(A1) Lösning: 1) Skriv reaktionsekvationen och ange de kvantitativa förhållandena för de nödvändiga ämnena: 8A1 + 3Fe304 - 9Fe + 4A1203. 8 mol 3 mol 2) Bestäm den molära massan av Fe304: M(Fe304) - 56 3 + 16 4 = 232 g/mol. 3) Vi beräknar mängden järnskalsubstans (Fe304): 464 v (Fe304) - -- = 2 mol. Med hjälp av ekvationen för en kemisk reaktion är det möjligt att beräkna vilket ämne och i vilken mängd som tas i överskott (eller brist) under växelverkan mellan givna mängder reagerande ämnen. Exempel 9 Järnspån som vägde 5,6 g sattes till en lösning innehållande 37,6 g kopparnitrat Beräkna om kopparnitrat kommer att finnas kvar i lösningen efter avslutad kemisk reaktion. Givet: / n (Cu (N03) 3) \u003d 37,6 g m (Fe) - 5,6 g Hitta: kommer kopparnitrat att förbli i lösningen Lösning: 1) Skriv reaktionsekvationen: Cu (N03) 2 + Fe = Fe (N03) )2 + C. 2) Hitta molmassan för Cu(N03)2: M(Cu(N03)2) = 64 + 14 2 + 16 6 - 188 g/mol. 3) Bestäm mängden ämnen Cu (N03) 2 och Fe: 37,6 v (Cu (N03) 2) \u003d -u- \u003d 0,2 mol, v (Fe) \u003d - "\u003d 0,1 mol. 56 4) Vi beräknar mängden ämne Cu (N03) 2 enligt reaktionsekvationen enligt proportionen: 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 Genom att jämföra den initiala mängden Cu (N03) 2 och som krävs för reaktionen, drar vi slutsatsen att mängden Cu (N03) 2 tas i överskott. Beräkningen av mängden reaktanter och reaktionsprodukter måste utföras ut enligt mängden av ämnet som tagits i brist I vårt fall - Beräkna mängden ämne och massan av Cu(N03)2 i lösningen efter reaktionen: v(Cu(N03)2) = 0,2 - 0,1 = 0,1 mol, m(Cu(N03)2) = 0 ,1 188 \u003d 18,8 g. Svar: m (Cu (N03) 2) \u003d 18,8 g. Enligt den kemiska ekvationen kan beräkningar även göras när den initiala ämnet innehåller en viss specificerad mängd föroreningar. Exempel 10 Beräkna hur mycket natriumnitrit som bildas vid kalcinering av 1 kg chilenskt nitrat innehållande 85 % NaNO3. Givet: /p(nitrat) = 1 kg till(NaN03) = 85% Hitta: m(NaN02) Lösning: 1) Skriv reaktionsekvationen: 2NaN03 = 2NaN02 + 02|. 2) Bestäm massan av NaN03: t(nitrat) till(NaN03) m(NaNOo) = 37 100% 1 103- 85% m(NaN03) = = 850 g. v(NaN03) = = 10 mol. 3) Bestäm mängden ämne NaN03: 850 85 4) Beräkna mängden ämne NaN02 enligt reaktionsekvationen enligt proportionen: 2 mol NaN03 - 2 mol NaN02 10 mol NaNO. - v mol NaNO., Hitta massan av NaN02: m(NaN02) = 10 69 = 690 g. Svar: m(NaN02) = 690 g. Baserat på ekvationen för en kemisk reaktion (eller kemisk formel) löses problemen för produktens utbyte. Exempel 11 Sand som vägde 2 kg smältes med ett överskott av kaliumhydroxid, vilket resulterade i reaktionen av kaliumsilikat som vägde 3,82 kg. Bestäm utbytet av reaktionsprodukten om massandelen av kisel(IV)oxid i sanden är 90 %. Givet: t(sand) = 2 kg 0)(Si02) = 90% m(K2Si03) = 3,82 kg Hitta: 4(K2Si03) Lösning: 1) Skriv reaktionsekvationen: Si02 + 2KOH = K2Si03 + H20. 2) Bestäm massan av Si02: t (sand) 90% 2> "shG% -2 90% t (8Yu ^) \u003d - tshg \u003d 1" 8kg- 3) Bestäm mängden ämne Si02: 1,8-103 v (Si02) ---- = 30 mol. E-Ll 4) Beräkna mängden ämne K2Si03 enligt reaktionsekvationen enligt proportionen: 1 mol Si02 - 1 mol K2Si03 30 mol Si02 - v mol K2Si03 v (K2Si03) = 30 mol. 5) Vi hittar massan av K2Si03, som bör bildas i enlighet med den teoretiska beräkningen: m (K2Si03) - 30 154 - 4620 g eller 4,62 kg. 6) Vi beräknar utbytet av reaktionsprodukten: 3,82 100% lgtl / L-Sch - 82,7%. Svar: Ti(K2Si03) - 82,7%. Uppgifter för oberoende lösning 1. Beräkna massfraktionen av vart och ett av grundämnena i följande kromföreningar: a) Fe(Cr02)2; b) Cr2(S04)3; c) (NH4)2Cr04. 2. Beräkna massan av koppar som finns i 444 g basiskt kopparkarbonat. Svar: 256 g. 3. Beräkna massan järn som kan erhållas från 320 g röd järnmalm. Svar: 224 g. 4. Hur många mol blynitrat finns i: a) 414 g bly; b) 560 g kväve; c) 768 g syre. Svar: a) 2 mol; b) 20 mol; c) 8 mol. 5. Beräkna mängden fosfor som kan erhållas från 1 ton fosforit innehållande 31 % kalciumortofosfat. Svar: 62 kg. 6. Råglaubersalt innehåller 94 % kristallint hydrat. Beräkna massan av vattenfritt natriumsulfat som kan erhållas från 6,85 ton av detta råmaterial. Svar: 2,84 ton 7. Härled den enklaste formeln av en förening som innehåller 44,89 % kalium, 18,37 % svavel och 36,74 % syre. Svar: K2S04. 8. Mineral kopparglans innehåller 79,87% koppar och 20,13% svavel. Hitta mineralformeln. Svar: Cu2S. 9. Kalcium eller magnesium, som brinner i kväveatmosfär, bildar föreningar som innehåller 18,92 % respektive 27,75 % kväve. Hitta formlerna för dessa föreningar. Svar: Ca3N2; Mg3N2. 10. Kolväte innehåller 85,72 % kol och 14,28 % väte. Hitta dess formel och bestäm vilken homolog serie den tillhör. Svar: C2H4. 11. Den molära massan av föreningen är 98 g/mol. Bestäm formeln för denna förening som innehåller 3,03 % H, 31,62 % P och 65,35 % O. Svar: H3P04. 12. Vid förbränning av organiskt material, bestående av kol, väte och svavel, erhölls 2,64 g kolmonoxid (IV), 1,62 g vatten och 1,92 g svaveloxid (IV). Hitta formeln för detta ämne. Svar: C2H6S. 13. Fastställ den verkliga formeln för organiskt material om, vid förbränning av 2,4 g av det, 5,28 g kolmonoxid (IV) och 2,86 g vatten erhölls. Väteångdensiteten för detta ämne är 30. Svar: C3H80. 14. Fastställ formeln för ett av natriumsulfatkristallhydraterna, om massförlusten under dess dehydratisering är 20,22 % av kristallhydratets massa. Svar: Na2S04 2H20. 15. 0,327 g zink löstes i svavelsyra och 1,438 g kristallint zinksalthydrat kristalliserades från den resulterande lösningen. Ställ in formeln för kristallint hydrat. Svar: ZnSO4 7H20. 16. Under reduktionen av volfram(VI)oxid med väte bildades 27 g vatten. Vilken massa volfram kan erhållas i detta fall? Svar: 92. 17. En järnplatta nedsänktes i en lösning av kopparsulfat. Efter en tid ökade plattans massa med 1 g. Vilken massa koppar avsätts på plattan? Svar: 8 g. 18. Bestäm vilket ämne och i vilken mängd som blir kvar i överskott som ett resultat av reaktionen mellan 4 g magnesiumoxid och 10 g svavelsyra. Svar: 0,20 g H2SO4. 19. Vilken volym koldioxid krävs för att omvandla 50 g kalciumkarbonat till bikarbonat? Svar: 11,2 liter CO2. 20. Vilken sammansättning och i vilken mängd erhålls saltet genom växelverkan av en lösning innehållande 9 g natriumhydroxid med koldioxid som bildas vid förbränning av 2,24 liter metan? Svar: 11,9 g Na2C03. 21. Vid sönderdelning av 44,4 g malakit erhölls 4,44 liter kolmonoxid (IV) (n.a.). Bestäm massfraktionen (%) av föroreningar i malakit. Svar: 0,9 %. 22. Vid bearbetning av en blandning av magnesium och magnesiumoxid som vägde 5 g med saltsyra frigjordes 4 liter (n.a.) väte. Beräkna massfraktionen av magnesium i blandningen. Svar: 85,7%. 23. Vilken volym ammoniak (n.a.) erhålls genom att värma en blandning av 5,35 g ammoniumklorid med 10 g kalciumhydroxid? Svar: 2,24 liter. 24. Vilken massa kisel, innehållande 8 % föroreningar, reagerade med en lösning av natriumhydroxid, om 5,6 liter väte (n.a.) frigjordes? Svar: 3,8 g. 25. Fosforsyra som vägde 195 kg erhölls från naturlig fosforit som vägde 310 kg. Beräkna massfraktionen av Ca3(PO4)2 i naturlig fosforit. Svar: 99,5%.

Inom mineralogi är det viktigt att kunna beräkna formeln för ett mineral utifrån resultaten av dess kemiska analys. Detta avsnitt ger ett antal exempel på sådana beräkningar för olika mineral. När beräkningarna är gjorda och strukturformeln erhålls blir det tydligt om den sammanfaller med de kristallkemiska uppgifterna på mineralet. Det bör noteras att även om den totala summan av komponenterna i analysen är lika med 100%, betyder detta inte alltid att sammansättningen av mineralet bestäms korrekt och exakt.

5.7.1 Sulfidanalysberäkning

När det gäller sulfidmineraler uttrycks resultaten av analyserna vanligtvis i massprocent.

Tabell 5.1 Resultat av kemisk analys av järnhaltig sfalerit från Renströmfyndigheten, Sev. Sverige (enligtR.C. Duckworth och D. Richard,mineral. Mag. 57:83-91, 1993)

Element	Mac.%	Kärn	Kärn
		kvantiteter	förhållanden
			för S = 1
	57,93	0,886	0,858
	8,21	0,1407	0,136
	33,09	1,032	1,000
Belopp	99,23

max (vikt%) element. Att beräkna formeln från sådana analyser är ett enkelt aritmetiskt problem. I exemplet med järnhaltig sfalerit nedan (tabell 5.1) är det första steget att dividera viktprocenten för varje grundämne med dess atommassa för att erhålla molfraktionen av det grundämnet. Strukturformeln för järnhaltig sfalerit ser ut som (Zn, Fe)S, och därför måste antingen summan av molfraktionerna av Zn och Fe, eller molfraktionen av S, för att resultaten ska ha de korrekta förhållandena Den använda formeln, som tillåter både helt katjoniskt och helt anjoniskt gitter, är giltig för det aktuella fallet, och om resultaten av analysen är korrekta bör formlerna som beräknas med båda metoderna sammanfalla. Så, genom att föra S till ett och avrunda de resulterande värdena till den andra decimalen, får vi formeln (Zn 086 Fe 014) 100 S. Vissa sulfidmineraler (till exempel pyrrhotite Fe 1-x S) har en icke- stökiometriskt innehåll av katjoner. I sådana fall bör analyser beräknas utifrån mängden svaveljoner.

5.7.2 Beräkning av silikatanalys

Resultaten av analyser av bergbildande mineral (se t.ex. analysen av granat i tabell 5.2) uttrycks vanligtvis i massprocent oxider. Beräkningen av analysen som presenteras i detta formulär är något mer komplicerad och inkluderar ett antal ytterligare operationer.

molekylvikt, vilket ger det relativa innehållet av oxidmolekyler (kolumn 2).

2. Beräkna de atomära mängderna syre. För att göra detta multipliceras varje värde i kolumn 2 med antalet syreatomer i motsvarande oxider, vilket ger det relativa innehållet av syreatomer som införs i formeln av varje element (kolumn 3).

Längst ner i kolumn 3 finns det totala antalet syreatomer (2,7133).

3. Om vi vill få granatformeln baserad på 12 syreatomer är det nödvändigt att räkna om förhållandena mellan syreatomer så att deras totala antal är 12. För att göra detta multipliceras siffrorna i kolumn 3 för varje oxid med 12 / T, där T är den totala mängden syre från kolumn 3. Resultaten visas i kolumn 4.

4. Beräkna förhållandena mellan atomer för olika katjoner. För detta ändamål måste siffrorna i kolumn 4 multipliceras eller divideras med värdena för dessa förhållanden, bestämt av stökiometri. Så, till exempel, SiO 2 har ett kisel för två syrgaser. Därför är motsvarande antal i kolumn 4 delbart med 2. Al 2 0 3 har två aluminiumatomer för var tredje syreatom, i vilket fall antalet kolumn 4 multipliceras med 2/3. För tvåvärda katjoner är siffrorna i kolumn 4 och 5 desamma.

Tabell 5.2 Resultat av kemisk analys av granat, Wesseltongruvan, Kimberley, Sydafrika (enl.A.D. Edgar och H.E. Charbonneau,Am.Mineral. 78:132-142, 1993)

Oxid	Mwt% oxider	Molekyl kvantiteter oxider	Kärn mängden syre i en molekyl	Antal anjoner per 12 O-atomer, dvs kolumn (3) x 4,422	Antalet katjoner i formeln
Si0 2	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	Ca 1,480
	13,37	0,3317	0,3317	1,467	Mg 1,467
Belopp	100,14		2,7133
			12/2,7133 = 4,422

Antalet katjoner i formeln, som motsvarar det fastställda antalet syreatomer (12) och som anges i kolumn 5, kan grupperas på det sätt som visas i tabellen i enlighet med strukturformeln för granat A 3 B 2 [(Si , Al) 0 4], där A är tvåvärda katjoner (Ca, Mg, Fe, Mn), och B - trevärda katjoner (Al, Cr), såväl som Ti4+. Si-bristen kompenseras av Al, som tas i en sådan mängd att den fullständigt fyller de tetraedriska positionerna. De återstående aluminiumatomerna är till position B

För att snabbt bedöma riktigheten av de utförda aritmetiska operationerna måste du kontrollera valensbalansen genom att summera de positiva och negativa laddningarna.

5.7.3 Beräkning av analys i närvaro av olika anjoner

I det sista exemplet kommer vi kort att överväga beräkningen av formeln baserat på resultaten av analysen i närvaro av olika anjoner i mineralets sammansättning (tabell 5.3). I vårt fall representeras mineralet av fluorapatit Ca 5 (PO 4) 3 ^, 0, OH), som förutom

Tabell 5.3 Resultat av kemisk analys av apatit

oxider	(!) ~	(2.)		Ch 4) Nummer ka
	vikt%	Molecu	Molecu	Ch 4) Nummer ka
		polär	polär	tioner i
		om	kvantitet	baserat på
Na2O K2O P2O5 H2O Belopp O=FjCl Belopp	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	kvaliteter 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 syre 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 anjoner (4,9386) 4,85 0,02 0,01 0,01 2,95 0,42 0,03 0,56

syre innehåller F och Cl. Resultaten av analysen uttrycks återigen i massprocent av oxider, även om några av dem faktiskt är halogenider. I sådana fall är det nödvändigt att korrigera den totala mängden syre genom att ta hänsyn till antalet mol syre som motsvarar de närvarande halogeniderna.

Så, beräkningen inkluderar följande steg.

För att göra detta måste antalet mol som anges i kolumn 2 multipliceras med den stökiometriska

anjonnummer. Glöm inte att subtrahera syreekvivalenten (i detta fall 0,0914 mol) till F och Cl som finns i mineralet (tabell betz 3).

3. Lägg ihop antalet anjoner, och glöm inte att subtrahera 0,0914 mol syre associerat med närvarande F och Cl (2,5409 erhålls).

4. Om vi vill få apatitformeln baserad på 13 anjoner måste vi räkna om förhållandena mellan anjoner så att deras totala antal är 13. För att göra detta multipliceras var och en av dem med 13 / 2,5409, de där. vid 4,9386.

5. Beräkna förhållandet mellan atomer i olika katjoner. För att göra detta, multiplicera de molekylära kvantiteterna som anges i kolumn 2 med 4,9386 och multiplicera eller dividera sedan värdena som erhålls med värdena för dessa förhållanden, bestämt av oxidernas stökiometri. Till exempel, vid P 2 O 5 på mol oxid står för två fosforatomer. De slutliga resultaten visas i kolumn 4.

Litteratur för vidare studier

1. Goldstein, J.L., Newbury, D.E., Echhn, P., Joy, D.C., FiOTi, C. och Lifshm, E. Svepelektronmikroskopi och röntgenmikroanalys. New York, Plenum, 1984.

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

3. Willard, H.H., Merntt, L.L., Dean, J.A. och Settle, F.A. Instrumental Methods of Analysis, 7:e upplagan. Belmont, CA, Wadsworth, 1988.

Redaktör tillägg

1. Garanin V.K., Kudryavtseva G.P.Användning av elektronsondsinstrument för studier av mineralämnen. M, Nedra, 1983, 216 sid.

2. Laputina I.P. Mikrosond i mineralogi. M., Na uka, 1991, 139 sid.

Mineralernas fysikaliska egenskaper bestäms av samspelet mellan struktur och kemisk sammansättning. Dessa egenskaper inkluderar de som påverkar utseende mineral, såsom dess lyster och färg. Andra egenskaper påverkar de fysiska egenskaperna hos mineraler - hårdhet, piezoelektricitet, magnetism. Vi kommer först att överväga densiteten av mineraler, eftersom denna egenskap är direkt relaterad till deras struktur och sammansättning.