asyan.org
добавить свой файл
1
Відповіді на завдання надсилати з 11.06.13 до 15.06.13 на електронну пошту

lsh2013-2014@yandex.ua 

Клас – 7

Дата – 11.06.13

Тема «Хімічні формули»

Хімічна формула - це умовне позначення речовини за допомогою символів елементів.

Формула атома - це символ відповідного елемента.

Формула молекули містить символи елементів, атоми яких входять до її складу. Після символу елемента внизу ставиться цифра (нижній індекс), що показує число атомів цього елемента в молекулі (одиниця не пишеться). Згідно з формулою молекули води Н2O до її складу входять два атоми Гідрогену й один атом Оксигену. Формула молекули є одночасно і формулою молекулярної речовини.

^ Формулу йона записують аналогічно, але добавляють ще й верхній індекс, у якому спочатку вказується значення заряду йона, а потім - знак заряду. Формула Аl3+ належить йону Алюмінію (катіону), що має потрійний позитивний заряд (Аl3+ - простий йон), а СO32- - карбонат-йону (аніону) з подвійним негативним зарядом. В останньому йоні міститься один атом Карбону і три атоми Оксигену (СO32- - складний йон).

^ Формула йонної речовини складається з формул йонів, після яких записують нижні індекси відповідно до співвідношення цих частинок у речовині. Заряди йонів у формулі речовини не вказують. Натрій карбонат має формулу Na2CO3, яка показує, що співвідношення йонів Na+ і СO32- у речовині становить 2:1.

Те, що зображене хімічною формулою, тобто певну частинку (атом, молекулу, йон) чи їх сукупність, називають формульною одиницею.

Перед хімічною формулою може бути записане число (коефіцієнт), яке вказує на кількість відповідних атомів, молекул, йонів, формульних одиниць.

Приклад. Що означають такі записи: Fe, O2, 2Zn, ЗР4, 4СO2, Са2+, N3-, 3F, SO42-?

Відповідь:

Fe - елемент Ферум; атом Феруму; проста речовина - залізо;

O2 - молекула кисню, що складається з двох атомів Оксигену; проста речовина - кисень;

2Zn - два атоми Цинку;

4 - три молекули простої речовини - фосфору, кожна з яких містить по 4 атоми Фосфору;

4СO2 - чотири молекули складної речовини - вуглекислого газу, кожна з яких містить 1 атом Карбону і 2 атоми Оксигену;

Са2+ - йон Кальцію, що має заряд +2 (двозарядний катіон Кальцію);

N3- - йон Нітрогену, що має заряд -3 (тризарядний аніон Нітрогену);

3F - три йони Флуору, кожний з яких має заряд -1 (три однозарядні аніони Флуору);

SO42- - складний йон, що має заряд -2 і складається з одного атома Сульфуру і чотирьох атомів Оксигену.
Склад деяких сполук може бути представлений особливими формулами. Формулу магнетиту (одна із залізних руд) записують так: FeO·Fe2O3 (звичайна формула - Fe3O4), а гіпсу - CaSO4·2H2O. Крапка (вона нагадує знак множення) означає, що дана речовина є сполукою «простіших» речовин: магнетит - оксидів FeO і Fe2O3, гіпс - кальцій сульфату CaSO4 і води. Згідно з формулою CaSO4·2H2O у гіпсі на кожний йон Са2+ припадає один йон SO42- і дві молекули води. Ця формула читається так: «кальцій-ес-о-чотири-на-два-аш-два-о».

^ Валентність хімічних елементів

Властивість атомів сполучатися з іншими атомами називається валентністю. Цю властивість можна оцінити кількісно.

Валентність атома Гідрогену прийнята за одиницю; Гідроген одновалентний. Таку саму валентність виявляють елементи головної підгрупи І групи Літій, Натрій, Калій тощо, а також Флуор і деякі інші. Якщо атом сполучається з двома одновалентними атомами, то він двовалентний, якщо з трьома - тривалентний і т.д. Двовалентними є елементи головної підгрупи II групи Берилій, Магній, Кальцій тощо, елемент VI групи Оксиген, деякі інші; тривалентними - елементи головної підгрупи III групи Бор, Алюміній та ін. Значення валентності елементів не перевищує VIIІ.

Валентність одних елементів є сталою, інших - змінною. Сталу валентність мають Гідроген, Оксиген, Флуор, елементи головних підгруп I, II, III груп, кілька елементів побічних підгруп.

Максимальне значення валентності елемента (виявляється, насамперед, у його сполуці з Оксигеном), здебільшого, збігається з номером групи, в якій він розміщений.

Значення валентності неметалічних елементів у сполуках з Гідрогеном становить VIIІ - N, де N - номер групи, в якій розміщений елемент.

Значення валентності вказують у хімічних формулах римськими цифрами над символами елементів:

НI2OII

У бінарних (двохелементних) сполуках сумарне значення валентності атомів одного елемента дорівнює сумарному значенню валентності атомів іншого. Наприклад, для молекули води:

1 (валентність Гідрогену)  2 (число атомів Гідрогену у формулі води) =

= 2 (валентність Оксигену)  1 (число атомів Оксигену у формулі води).

Щоб скласти формулу бінарної сполуки за валентностями елементів, знаходять найменше спільне кратне значень валентностей цих елементів і, розділивши його на значення валентності кожного елемента, дістають відповідний індекс у формулі сполуки.
^ Приклад. Скласти формулу сполуки Арсену з Оксигеном, у якій Арсен виявляє валентність 5.

Розв'язання. Запишемо символи елементів і укажемо над ними значення валентності (Оксиген завжди двовалентний):

AsV...OII...

Найменше спільне кратне чисел 5 і 2 = 10 (це - найменше число, що ділиться без залишку на 5 і на 2). Розділивши 10 на 5 (значення валентності Арсену), дістаємо 2 (число атомів Арсену у формулі сполуки)

AsV2OII...,

а розділивши 10 на 2 (значення валентності Оксигену), дістаємо 5 (число атомів Оксигену)

AsV2OII5.

Відповідь. As2O5.
Обернена задача передбачає розрахунок значень валентностей елементів за формулою бінарної сполуки.

^ Приклад. Знайти значення валентності елементів у сполуці Аl4С3.

Розв'язання. Позначимо значення валентності Алюмінію через х, а Карбону - через у. Тоді має виконуватися рівність: 4х = 3у. Розв'язати одне рівняння з двома невідомими допомагає хімія. Алюміній завжди тривалентний. Це - елемент III групи. Отже, х = 3. Тоді 4·3 = 3у; у = 4. Наведемо формулу сполуки з указаними значеннями валентності елементів: АlIII4СIV3.

Відповідь. Валентність Алюмінію - 3, Карбону - 4.
ЗАВДАННЯ

1. Визначіть валентності елементів у сполуках, що мають такі формули:

а) НСl, Н2O, NH3, СН4, H2S;

б) МnО, Мn2O3, МnO2, Мn2O7;

в) K2S, NaCl, АlВr3, ZnS, MgI2.

2. Визначіть валентності елементів у таких сполуках із Хлором (виявляє валентність 1): AgCl, FeCl2, AsCl3, ТіСl4, SbCl5, UCl6.

3. Визначіть валентності елементів у таких сполуках із Сульфуром (виявляє валентність 2): Cu2S, CoS, Bi2S3, SnS2, As2S5, MoS3, Re2S7.

4. Визначіть валентність Ванадію в його сполуках із такими формулами: VCl2, VCl3, VCl4, VOCl, VOCl2, VOCl3, VO2Cl.

5. Складіть формули сполук за вказаними валентностями деяких елементів:

Al...SII...; СIV...Н...; Li...О...; Zn...BrI...; WVI...O...; NIII...O...; PV...О...; CIV...ClI...

6. Заповніть пропуски в таблиці:

^ Елементи, якими утворена сполука

Li

Mg

Al

Ti(IV)

F

LiF










O







Al2O3




S(II)













7. Складіть формули сполук Калію, Барію, Бору з Хлором, який виявляє валентність 1. Запропонуйте загальну формулу для сполук елементів із Хлором (хлоридів).

8. Валентність - це властивість, яка притаманна не лише атомам, а і групам атомів. Так, група атомів ОН (гідроксильна група) має валентність 1, СO3 - 2, РO4 - 3. Враховуючи це, заповніть таблицю, склавши формули відповідних сполук:

^ Складові сполуки

Na

Са

La(III)

ОН










СO3










РO4










9. Заповніть таблицю, склавши формули відповідних сполук:

^ Складові сполуки

F(I)

S(II)

СlO4(I)

CrO4(II)

SO3(II)

РO4(III)

NH4(I)




















10. Прочитайте формули: Р2O5, Сl2O7, FeCl3, Mg3N2, ВаН2, Al2S3, РbІ2. Яким речовинам - простим чи складним - вони належать?

^ Відносна молекулярна маса. Відносна формульна маса

Маса молекули, як і атома, є надзвичайно малою величиною. Тому для молекул теж використовують відносні маси.

^ Відносна молекулярна маса г) - це відношення маси молекули до 1/12 маси атома Карбону:

Mr = m(молекули)/(1/12)ma(C)

Відносна молекулярна маса складається з відносних мас атомів, що входять до складу молекули:

Mr(XaYb) = аАr(Х) + bAr(Y).

Приклад. Розрахувати відносну молекулярну масу вуглекислого газу СO2.

Розв'язання. Мr(СO2) = Аr(С) + 2Аr(O) = 12 + 2·16 = 44.

Відповідь: Мr(СO2) = 44.

^ Відносна формульна маса - це відношення маси формульної одиниці до 1/12 маси атома Карбону. Відносна формульна маса є універсальною величиною, що використовується для частинок будь-якого типу. Позначається і обчислюється так само, як і відносна молекулярна маса.

Приклад. Обчислити відносну формульну масу кристалогідрату KCl·MgCl2·6H2O (мінерал карналіт).

Розв'язання.

Mr(KCl·MgCl2·6H2O) = Ar(K) + Ar(Cl) + Ar(Mg) + 2Ar(Cl) + 6[2Ar(H) + Ar(O)] = 39 + 35,5 +24 + 2·35,5 + 6(2 + 16) = 277,5.

Відповідь: Mr(KCl·MgCl2·6H2O) = 277,5.

ЗАВДАННЯ

1. Обчисліть відносні молекулярні (формульні) маси речовин, формули яких:

а) H2, N2, O2, F2, Cl2;

б) HF, СаН2, СН4, NH3, HCN;

в) Li2O, BeO, В2O3, СO2, V2O5.

2. Обчисліть відносні молекулярні (формульні) маси речовин, формули яких:

а) Вr2, I2, O3, Р4, S8;

б) AsH3, SCl2, CF4, CO(NH2)2, Mg(NO3)2;

в) Mg3N2, NH4NO3, KClO4, KAl(SO4)2, Ca3(PO4)2.

3. Обчисліть відносні молекулярні (формульні) маси таких речовин: NaCl·KCl, ВаСl2·2Н2O, Н2С2O4·2Н2O, KAl(SO4)2·12H2O, Na2CO3·NaHCO3·2H2O.

4. Яка маса Оксигену міститься в кожній зі сполук, формули яких Н2O, Н2O2, V2O5, Н3ВO3, H2SO4, якщо їхні маси (у грамах) чисельно дорівнюють відносним молекулярним масам?

5. Що важче й у скільки разів:

а) молекула водню Н2 чи молекула вуглекислого газу СO2;

б) молекула чадного газу CO чи молекула азоту N2;

в) дві молекули метану СН4 чи молекула сірчистого газу SO2?

6. Сульфур утворює сполуку з Гідрогеном, що має відносну молекулярну масу 34. Знайдіть хімічну формулу сполуки.

17. У метані - сполуці Карбону з Гідрогеном - першого елемента утричі більше за масою, ніж другого. Молекула метану містить один атом Карбону. Яка хімічна формула метану?

8. Молекула глюкози складається з шести атомів Карбону, дванадцяти атомів Гідрогену і шести атомів Оксигену. Напишіть хімічну формулу глюкози й обчисліть відносну молекулярну масу сполуки.

9. У формулі сполуки - атом невідомого елемента, два атоми Хлору і дві молекули води. Відносна формульна маса сполуки становить 171. Назвіть елемент і запишіть формулу сполуки.

10. Маси атомів Карбону, Сульфуру й Оксигену становлять відповідно 1,99·10-26; 5,31·10-26 і 2,66·10-26 кг. Обчисліть за цими даними відносну молекулярну масу сполуки, молекула якої містить один атом Сульфуру і два атоми Оксигену.

11. Обчисліть масу молекули (у кілограмах), яка складається з одного атома Сульфуру і трьох атомів Оксигену. Значення мас атомів візьміть з умови попередньої задачі.

12. Обчисліть масу молекули (у кілограмах), яка складається з трьох атомів Гідрогену, одного атома Фосфору і чотирьох атомів Оксигену. Використайте значення маси атома Карбону (1,99·10-26 кг), а також відносних атомних мас відповідних елементів.