Как сделать структурную формулу вещества

Обновлено: 07.07.2024

\u0414\u043b\u044f \u043d\u0430\u0447\u0430\u043b\u0430 \u043d\u0443\u0436\u043d\u043e \u043e\u043f\u0440\u0435\u0434\u0435\u043b\u0438\u0442\u044c \u0433\u043b\u0430\u0432\u043d\u0443\u044e \u0446\u0435\u043f\u044c - \u0441\u043a\u0435\u043b\u0435\u0442. \u041f\u043e\u0441\u0447\u0438\u0442\u0430\u0442\u044c \u043a\u043e\u043b-\u0432\u043e \u0443\u0433\u043b\u0435\u0440\u043e\u0434\u0430 \u0432 \u044d\u0442\u043e\u0439 \u0446\u0435\u043f\u0438 - \u044d\u0442\u043e \u0438 \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u043d\u0430\u0448\u0438\u043c \u0433\u043b\u0430\u0432\u043d\u044b\u043c \u043d\u0430\u0437\u0432\u0430\u043d\u0438\u0435\u043c.
\u041d\u0430\u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u0440: \u0421\u041d3-\u0421\u041d2-\u0421\u041d2-\u0421\u041d3 - \u0432 \u044d\u0442\u043e\u0439 \u0444\u043e\u0440\u043c\u0443\u043b\u0435 4 \u0443\u0433\u043b\u0435\u0440\u043e\u0434\u0430, \u0441\u043b\u0435\u0434\u043e\u0432\u0430\u0442\u0435\u043b\u044c\u043d\u043e - \u044d\u0442\u043e \u04214\u041d10(\u0431\u0443\u0442\u0430\u043d).
\u0415\u0441\u043b\u0438 \u0435\u0441\u0442\u044c \u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f, \u043d\u0430\u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u0440: \u0421\u041d3-\u0421\u041d-\u0421\u041d2-\u0421\u041d3
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 |
\u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0 \u00a0\u0421\u041d3
\u0422\u043e \u043d\u0443\u0436\u043d\u043e \u043a \u0433\u043b\u0430\u0432\u043d\u043e\u0439 \u0446\u0435\u043f\u0438 \u0434\u043e\u0431\u0430\u0432\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430\u0437\u0432\u0430\u043d\u0438\u0435 \u044d\u0442\u043e\u0433\u043e \u043e\u0442\u0432\u0435\u0442\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u044f, \u0432 \u0434\u0430\u043d\u043d\u043e\u043c \u0441\u043b\u0443\u0447\u0430\u0435 - \u044d\u0442\u043e \u043c\u0435\u0442\u0438\u043b. \u0421\u043b\u0435\u0434\u043e\u0432\u0430\u0442\u0435\u043b\u044c\u043d\u043e, \u044d\u0442\u043e \u0441\u0442\u0440\u0443\u043a\u0442\u0443\u0440\u043d\u0430\u044f \u0444\u043e\u0440\u043c\u0443\u043b\u0430 2-\u043c\u0435\u0442\u0438\u043b\u0431\u0443\u0442\u0430\u043d\u0430.
">]" data-testid="answer_box_list">

Главное знать гомологи, а также алканы, алкены и алкины.
Для начала нужно определить главную цепь - скелет. Посчитать кол-во углерода в этой цепи - это и будет нашим главным названием.
Например: СН3-СН2-СН2-СН3 - в этой формуле 4 углерода, следовательно - это С4Н10(бутан).
Если есть ответвления, например: СН3-СН-СН2-СН3
|
СН3
То нужно к главной цепи добавить название этого ответвления, в данном случае - это метил. Следовательно, это структурная формула 2-метилбутана.

Ой, прошу прощения. С этим я лишь напортачу. В этом направлении ещё мало знаний, ещё раз прошу меня извинить.

Структурная формула представляет собой графическое изображение химического строения вещества. В ней указывается порядок расположения атомов, а также связь между отдельными частями вещества. К тому же структурные формулы веществ наглядно демонстрируют валентности всех атомов, включенных в молекулу.

Особенности написания структурной формулы

Для составления потребуется бумага, ручка, периодическая система элементов Менделеева.

Если нужно нарисовать графическую формулу аммиака, нужно учитывать, что водород способен образовывать только одну связь, поскольку его валентность равна единице. Азот находится в пятой группе (главной подгруппе), имеет на внешнем энергетическом уровне пять валентных электронов.

Три из них он использует для образования простых связей с атомами водорода. В итоге структурная формула будет представлять собой следующий вид: в центре находится азот, вокруг него располагаются атомы водорода.

Инструкция по написанию формул

Чтобы структурная формула была написана правильно для определенного химического вещества, важно иметь представление о строении атома, валентности элементов.

Именно с помощью данного понятия можно изображать графическое строение органических и неорганических веществ.

Органические соединения

Органическая химия предполагает использование графического строения химических веществ разных классов при написании химических реакций. Структурная формула составляется на основе теории строения органических веществ Бутлерова.

Она включает в себя четыре положения, согласно которым записываются структурные формулы изомеров, выдвигается предположение о химических свойствах анализируемого вещества.

Пример составления структур изомеров

Изомерами называют в органической химии вещества, которые имеют одинаковый качественный и количественный состав, но отличаются по расположению атомов в молекуле (структуре), химической активности.

Для начала нужно понять, к какому классу органических веществ, могут принадлежать вещества с таким составом. Учитывая, что общую формулу C_nH_2n имеют сразу два класса углеводородов: алкены и циклоалканы, нужно составить структуры всех возможных веществ для каждого класса.

Для начала можно рассмотреть формулы всех углеводородов, принадлежащих к классу алкенов. Они характеризуются наличием одной кратной (двойной) связи, что должно быть отражено при составлении структурной формулы.

Учитывая, что в молекуле шесть атомов углерода, составляем главную цепь. После первого углерода ставим двойную связь. Пользуясь первым положением теории Бутлерова, для каждого атома углерода (валентность четыре) ставим необходимое количество водородов. Называя полученное вещество, используем систематическую номенклатуру, получаем гексен-1.

Оставляем в главной цепи шесть углеродных атомов, перемещаем положение двойной связи после второго углерода, получаем гексен-2. Продолжая передвигать по структуре кратную связь, составляем формулу гексена-3.

Далее приступаем к составлению изомеров углеродного скелета. Для этого один из углеродов в качестве алкильного радикала (СН₃) передвигаем по цепи, которая стала короче на один углерод.

Пользуясь правилами систематической номенклатуры, получаем 2 метилпентен-1; 3 метилпентен-1; 4 метилпентен-1. Затем перемещаем кратную связь после второго углерода в главной цепи, а алкильный радикал располагаем у второго, затем у третьего углеродного атома, получая 2 метилпентен-2, 3 метилпентен-2.

Аналогичным образом продолжаем составлять и называть изомеры. Рассмотренные структуры представляют собой два вида изомерии: углеродного скелета, положения кратной связи. Необязательно указывать по отдельности все водородные атомы, можно использовать варианты сокращенных структурных формул, суммируя каждого атома углерода число водорода, указывая их соответствующими индексами.

Учитывая, что у алкенов и циклоалканов сходна общая формула, при составлении структур изомеров необходимо учитывать этот факт. Сначала можно составить структуру замкнутого циклогексана, затем посмотреть возможные изомеры боковой цепи, получив метилциклопентан, диметилциклобутан, и т. д.

Линейные структуры

Структурные формулы кислот являются типичными представителями подобного строения. Предполагается указание каждого отдельного атома при создании их графических формул, указанием черточками числа валентностей между атомами.

Заключение

По готовым структурным формулам можно определить валентность каждого элемента, входящего в состав вещества, предположить возможные химические свойства молекулы.

После того как была разработана теория строения органических веществ Бутлерова, удалось объяснить различие в свойствах между веществами, которые имеют одинаковый качественный и количественный составом явлением изомерии. Пользуясь определением валентности, периодической системой элементов Менделеева, можно представить в графическом виде любое неорганическое и органическое вещество. В органической химии структурные формулы составляют для того, чтобы понять алгоритм протекания химических превращений и объяснить их суть.

1. Молекулярные формулы показывают, сколько и каких атомов содержится в молекуле вещества. Молекулярные формулы этана и этанола записываются следующим образом:

Формулы показывают, что в молекуле этана два атома углерода и шесть атомов водорода, а в молекуле этанола содержится ещё и атом кислорода.

2. Структурные формулы отражают порядок соединения атомов в молекуле. Каждая ковалентная связь в структурной формуле обозначается черточкой, направленной от одного атома к другому, а атомы обозначаются символами.

Чёрточка, соединяющая два атома, обозначает валентность. Четыре чёрточки у символов углерода в молекулах этана и этанола обозначают его четырёхвалентность и показывают число химических связей с другими атомами. Две чёрточки у символа кислорода показывают его двухвалентность, а одна чёрточка возле символа водорода говорит о том, что этот элемент одновалентен.

3. Сокращённые структурные формулы тоже показывают порядок соединения атомов, но в них изображаются только связи между атомами углерода, а связи между атомами углерода и водорода не обозначаются. При составлении сокращённых формул учитывают, что углерод в органических соединениях четырёхвалентен.

4. Электронные формулы используют для демонстрации электронного строения молекул. В таких формулах каждый электрон обозначается точкой, а ковалентная связь — парой точек:

Химические формула – это изображение качественного и количественного состава вещества с помощью символов химических элементов.

Знаки химических элементов

Химический знак или химический символ элемента – это первая или две первые буквы от латинского названия этого элемента.

Например: Ferrum – Fe , Cuprum – Cu , Oxygenium – O и т.д.

Таблица 1: Информация, которую дает химический знак

Название химического знака в большинстве случаев читается как название химического элемента. Например, К – калий, Са – кальций, Mg – магний, Mn – марганец.

Случаи, когда название химического знака читается иначе, приведены в таблице 2:

Химические формулы простых веществ

Химическими формулами большинства простых веществ (всех металлов и многих неметаллов) являются знаки соответствующих химических элементов.

Так вещество железо и химический элемент железо обозначаются одинаково – Fe .

Если простое вещество имеет молекулярную структуру (существует в виде молекул, то его формулой является химический знак элемента с индексом внизу справа, указывающим число атомов в молекуле: H ₂ , O ₂ , O ₃ , N ₂ , F ₂ , Cl ₂ , Br ₂ , P ₄ , S ₈ .

Таблица 3: Информация, которую дает химический знак

Химические формулы сложных веществ

Формулу сложного вещества составляют путем записи знаков химических элементов, из которых это вещество состоит, с указанием числа атомов каждого элемента в молекуле. При этом, как правило, химические элементы записывают в порядке увеличения их электроотрицательности в соответствии со следующим практическим рядом:

Me , Si , B , Te , H , P , As , I , Se , C , S , Br , Cl , N , O , F

Например, H₂O , CaSO₄ , Al₂O₃ , CS₂ , OF₂ , NaH .

Исключение составляют:

Химические формулы веществ, существующих в виде димеров ( NO₂ , P₂O₃ , P2O5 , соли одновалентной ртути, например: HgCl , HgNO₃ и др.), записывают в виде N₂ O₄ , P₄ O₆ , P₄ O₁₀ , Hg₂ Cl₂ , Hg₂( NO₃)₂ .

Число атомов химического элемента в молекуле и сложном ионе определяется на основании понятия валентности или степени окисления и записывается индексом внизу справа от знака каждого элемента (индекс 1 опускается). При этом исходят из правила:

алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в молекуле должна быть равной нулю (молекулы электронейтральны), а в сложном ионе – заряду иона.

Этим же правилом пользуются при определении степени окисления химического элемента по формуле вещества или сложного иона. Обычно это элемент, имеющий несколько степеней окисления. Степени окисления остальных элементов, образующих молекулу или ион должны быть известны.

Заряд сложного иона – это алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, образующих ион. Поэтому при определении степени окисления химического элемента в сложном ионе сам ион заключается в скобки, а его заряд выносится за скобки.

При составлении формул по валентности вещество представляют, как соединение, состоящее из двух частиц различного типа, валентности которых известны. Далее пользуются правилом:

в молекуле произведение валентности на число частиц одного типа должно быть равным произведению валентности на число частиц другого типа.

Например:

Цифра, стоящая перед формулой в уравнении реакции, называется коэффициентом. Она указывает либо число молекул, либо число молей вещества.

Коэффициент, стоящий перед химическим знаком, указывает число атомов данного химического элемента, а в случае, когда знак является формулой простого вещества, коэффициент указывает либо число атомов, либо число молей этого вещества.

Например:

3Fe – три атома железа, 3 моль атомов железа,
2H – два атома водорода, 2 моль атомов водорода,
H₂ – одна молекула водорода, 1 моль водорода.

Таблица 4: Информация, которую дает химическая формула сложного вещества

В 1 моль СаСО₃ (6,02 ·10 23 молекулах) содержится 1 моль (6,02 ·10 23 атомов) кальция, 1 моль (6,02 ·10 23 атомов) углерода и 3 моль (3·6,02·10 23 атомов) химического элемента кислорода)

Молекула СаСО₃ состоит из иона Са 2+ и иона СО₃ 2-

1 моль (6,02·10 23 молекул) СаСО₃ содержит 1 моль ионов Са 2+ и 1 моль ионов СО₃ 2- ;

1 моль (100г) карбоната кальция содержит 40г ионов Са 2+ и 60г ионов СО₃ 2-

Графические формулы

Для получения более полной информации о веществе пользуются графическими формулами , которые указывают порядок соединения атомов в молекуле и валентность каждого элемента.

Графические формулы веществ, состоящих из молекул, иногда, в той или иной степени, отражают и строение (структуру) этих молекул, в этих случаях их можно назвать структурными .

Для составления графической (структурной) формулы вещества необходимо:

Определить валентность всех химических элементов, образующих вещество.
Записать знаки всех химических элементов, образующих вещество, каждый в количестве, равном числу атомов данного элемента в молекуле.
Соединить знаки химических элементов черточками. Каждая черточка обозначает электроннуюпару, осуществляющую связь между химическими элементами и поэтому одинаково принадлежит обоим элементам.
Число черточек, окружающих знак химического элемента, должно соответствовать валентности этого химического элемента.
При составлении формул кислородсодержащих кислот и их солей атомы водорода и атомы металлов связываются с кислотообразующим элементом через атом кислорода.
Атомы кислорода соединяют друг с другом только при составлении формул пероксидов.

Примеры графических формул:

Читайте также: