Химические формулы

Химическая формула — это обозначение химического состава и структуры соединений. Для нее используются символы химических элементов, а также вспомогательные знаки (тире, скобки, цифры и т. д.). Химические формулы — неотъемлемая часть языка химии. Именно с их помощью составляются уравнения химических реакций, даются названия химическим веществам.

Химическая формула описывает одну молекулу (ион, радикал) или 1 моль определенного вещества, показывая, из каких молекул оно состоит, сколько атомов каждого элемента содержится в молекуле, ионе или радикале.

Например, формула H2S04 обозначает:

• 1 молекулу (1 моль) серной кислоты;
• качественный состав: молекула серной кислоты состоит из водорода, серы и кислорода;
• тот факт, что молекула серной кислоты состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода.

Различаются несколько видов химических формул.

Простейшую формулу можно получить опытным путем, определив соотношение химических элементов в веществе и зная, каков атомный вес элементов.

Истинную формулу получают, когда известна молекулярная масса вещества.

Например, простейшая формула воды Н2О совпадает с истинной. Количество атомов водорода в два раза больше количества атомов кислорода, причем атом кислорода один. Поэтому формула показывает и соотношение атомов, и их количество.

А простейшая формула бензола СН отличается от истинной С6Н6. Она показывает только соотношение атомов. Истинная же формула показывает точное количество атомов каждого элемента в одной молекуле. Это количество указано в виде нижнего индекса — маленькой цифры после символа соответствующего элемента. Если индекс равен 1, то его не указывают.

В рациональных формулах отдельно изображаются группы атомов, которые характерны для классов химических соединений. Например, для спиртов это группа —ОН. При записи рациональной формулы такие группы атомов часто помещаются в круглые скобки — (ОН). Квадратные скобки используют при записи формул комплексных соединений. Например, Kg[Co(CN)6] — гексацианокобальтат калия.

Эмпирическими формулами называют как истинные, так и простые и рациональные формулы. В формуле Маркуша выделяются активное ядро и различные варианты заместителей, потому она обозначает целые классы веществ.

Особо интересна структурная формула. С ее помощью показывают, как атомы располагаются в молекуле. Химические связи здесь обозначаются как линии (черточки). Имеются как двумерные, так и трехмерные формулы. Трехмерные нагляднее прочих иллюстрируют состав вещества, взаимное расположение атомов, угол связи и расстояние между ними.