Как да разберете качествения и количествения състав на веществото. Качествен и количествен състав на органичните вещества. Най -простите и молекулни формули Опишете качествения и количествен състав на веществата ch4

Нека разгледаме качествения и количествения състав на веществата. Нека да определим неговите характеристики за съединения от органичен и неорганичен произход.

Какво показва качествения състав на веществото

Той демонстрира видовете атоми, които са в анализираната молекула. Например, водата се образува от водород и кислород.

Молекулата включва натриеви и кислородни атоми. Сярната киселина съдържа водород, кислород, сяра.

Какво показва количественият състав

Той демонстрира количественото съдържание на всеки елемент в сложно вещество.

Например водата съдържа два водородни атома и един кислород. Сярна киселинасе състои от два водорода, един серен атом, четири кислорода.

Той съдържа три водородни атома, един фосфор и четири кислородни атома.

Качественият и количественият състав на веществата също е в органична материя... Например, метанът съдържа един въглерод и четири водорода.

Методи за определяне на състава на веществото

Качественият и количественият състав на веществата могат да бъдат определени химически... Например, когато молекула на сложно съединение се разлага, се образуват няколко молекули с по -опростен състав. Така че, при нагряване на калциев карбонат, състоящ се от калций, въглерод, четири кислородни атома, можете да получите два и въглерод.

А съединенията, образувани в процеса на химическо разлагане, могат да имат различен качествен и количествен състав на веществата.

Прост и сложни връзкимогат да бъдат както с молекулен, така и с немолекулен състав.

Първата група е различна агрегатни състояния... Например захарта е твърдо вещество, водата е течна, кислородът е газ.

Съединения с немолекулна структура са в твърда форма при стандартни условия. Те включват соли. В процеса на нагряване те се топят, преминават от твърдо в течно състояние.

Примери за определяне на композицията

"Опишете качествения и количествения състав на следните вещества: серен оксид (4), серен оксид (6)." Подобна задача е типична за училищен курс неорганична химия... За да се справите с това, първо трябва да съставите формулите на предложените съединения, като използвате валентностите или състоянията на окисление.

И двата предложени оксида съдържат едни и същи химически елементи, следователно техният качествен състав е един и същ. Те включват атоми на сяра и кислород. Но в количествено отношение резултатите ще се различават.

Първото съединение съдържа два кислородни атома, а второто съдържа шест.

Нека изпълним следваща задача: "Опишете качествения и количествения състав на H2S веществата."

Молекулата на сероводорода се състои от серен атом и два водорода. Качественият и количествен състав на H2S веществото ви позволява да го предвидите Химични свойства... Тъй като съставът съдържа водороден катион, сероводородът може да прояви окислителни свойства... Например, подобни характеристики се проявяват при взаимодействие с активен метал.

Информацията за качествения и количествения състав на веществото е от значение и за органичните съединения. Например, познавайки количественото съдържание на компоненти в молекула въглеводород, може да се определи принадлежността му към определен клас вещества.

Такава информация дава възможност да се предскажат химичните и физичните характеристики на анализирания въглеводород, да се разкрият неговите специфични свойства.

Например, знаейки, че съставът съдържа четири въглеродни атома и десет водорода, може да се заключи, че това вещество принадлежи към класа на наситени (наситени) въглеводороди с обща формула CH2n + 2. Всички представители на тази хомоложна серия се характеризират с радикален механизъмкакто и окисляване с атмосферен кислород.

Заключение

Всяко неорганично и органично вещество има определен количествен и качествен състав. Необходима е информация за установяване на физичните и химичните свойства на анализираното неорганично съединение, а за органичните вещества съставът ви позволява да установите принадлежност към клас, да идентифицирате характерни и специфични химични свойства.

По време на урока ще научите за качествения и количествения състав на органичните вещества, за това коя е най -простата, молекулярна, структурна формула.

Много молекулни формули могат да съответстват на една проста формула.

Формула, която показва реда, в който атомите са свързани в молекула, се нарича структурна формула.

Хексенът и циклохексанът имат еднакви молекулни формули, C 6 H 12, но те са две различни вещества с различни физични и химични свойства. Вижте таблицата. 1.

Раздел. 1. Разликата в свойствата на хексен и циклохексан

За характеризиране на органично вещество е необходимо да се знае не само съставът на молекулата, но и редът на подреждане на атомите в молекулата - структурата на молекулата.

Структурата на веществата отразява структурни (графични) формули, в които ковалентни връзкимежду атомите се означават с тирета - валентни удари.

V органични съединениявъглеродът образува четири връзки, водород една, кислород две и азот три.

Валентност.Броят на ковалентните неполярни или полярни връзкисе извиква, че може да се образува елемент валентност

Връзката, която се образува от една двойка електрони, се нарича прости или единичникомуникация.

Връзката, която се образува от две двойки електрони, се нарича двойновръзка, той се обозначава с две тирета, като знак „равен“. Образуват се три електронни двойки тройнавръзка, която е обозначена с три тирета. Вижте таблицата. 2.

Раздел. 2. Примери за органични вещества с различни връзки

На практика те обикновено използват съкратени структурни формули, в които връзките на въглерод, кислород и други атоми с водород не са посочени:

Ориз. 1. Обемен модел на молекулата на етанола

Структурни формулипредават реда, в който атомите са свързани помежду си, но не предават подреждането на атомите в пространството. Структурните формули са двуизмерен чертеж, а молекулите са триизмерни, т.е. обемен, това е показано от примера на етанол на фиг. 1.

Урокът обхваща въпроса за качествения и количествения състав на органичните вещества, за това какво представлява най -простата, молекулярна, структурна формула.

Библиография

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основите обща химия... 10 клас: учебник за образователни институции: основно ниво на/ Г.Е.Рудзитис, Ф.Г. Фелдман. - 14 -то издание. - М.: Образование, 2012.

2. Химия. 10 клас. Ниво на профил: учебник. за общо образование. институции / В.В. Еремин, Н.Е. Кузменко, В.В. Лунин и др.- М.: Дрофа, 2008.- 463 с.

3. Химия. 11 клас. Профилно ниво: учебник. за общо образование. институции / В.В. Еремин, Н.Е. Кузменко, В.В. Лунин и др.- М.: Дроп, 2010.- 462 с.

4. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задачи по химия за тези, които постъпват в университети. - 4 -то изд. - М.: АПИ " Нова вълна": Издател Умеренков, 2012. - 278 с.

Домашна работа

1. № 6-7 (стр.11) Рудзитис Г.Д. Химия. Основи на общата химия. 10 клас: учебник за образователни институции: основно ниво / Г.Е.Рудзитис, Ф.Г. Фелдман. - 14 -то издание. -М.: Образование, 2012.

2. Защо органичните вещества, чийто състав се отразява от една и съща молекулна формула, имат различни химични и физични свойства?

3. Какво показва най -простата формула?

Масовите фракции обикновено се изразяват като процент:

ω% (O) = 100% - ω% (H) = 100% - 11,1% = 88,9%.

Въпроси за контрол

1. Какви частици обикновено се образуват в резултат на свързването на атомите?

2. Как можете да изразите състава на всяка молекула?

3. Какво се нарича индекси в химичните формули?

4. Какво показват химическите формули?

5. Как е формулиран законът за постоянството на състава?

6. Какво е молекула?

7. Каква е масата на молекулата?

8. Какво е относителното молекулно тегло?

9. На какво е равно масова частна даден елемент в дадено вещество?

1. Опишете качествения и количествения състав на молекулите, както следва -

вещества: метан СН4, сода Na2 CO3, глюкоза С6 Н12 О6, хлор Сl2, алуминиев сулфат Al2 (SO4) 3.

2. Молекулата на фосгена се състои от един въглероден атом, един кислороден атом и два хлорни атома. Молекулата на карбамида се състои от един въглероден атом, един кислороден атом и две атомни групи NH 2. Напишете формулите за фосген и карбамид.

3. Преброй общ бройатоми в следните молекули: (NH 4) 3 PO4, Ca (H2 PO4) 2, 2 SO4.

4. Изчислете относителните молекулни тегла на веществата, показани в упражнение 1.

5. Какви са масовите части на елементите в следните вещества: NH 3, N2O, NO2, NaNO3, KNO3, NH4 NO3? В кое от тези вещества е най -голямата масова част на азота и в кое - най -малката?

§ 1.5. Прости и сложни вещества. Алотропия.

Химични съединения и смеси

Всички вещества са разделени на прости и сложни.

Простите вещества са вещества, които се състоят от атоми от един елемент.

В някои прости вещества, атоми от един елемент

се свързват помежду си и образуват молекули. Такива прости веществаимам молекулна структура ... Те включват

са: водород H 2, кислород O 2, азот N 2, флуор F 2, хлор Cl 2, бром Br 2, йод I 2. Всички тези вещества са съставени от двуатомни

молекули. (Имайте предвид, че имената на прости вещества

съвпадат с имената на елементите!)

Други прости вещества имат атомна структура, тоест те се състоят от атоми, между които има определени връзки (тяхната природа ще разгледаме в раздела "Химическа връзка и структура на материята"). Примери за такива прости вещества са всички метали (желязо Fe, мед Cu, натриев Na и др.) И някои неметали (въглерод С, силиций Si и др.). Не само имената, но и формулите на тези прости вещества съвпадат със символите на елементите.

Съществува и група прости вещества, наречени благородни газове... Те включват: хелий He,

неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn. Тези прости вещества се състоят от химически несвързани атоми.

Всеки елемент образува поне едно просто вещество. Някои елементи могат да образуват повече от един,

но две или повече прости вещества. Това явление се нарича алотропия.

Алотропията е явлението образуване на няколко прости вещества от един елемент.

Различни прости вещества, които се образуват от един и същ химичен елемент, се наричат ​​алотропни

модификации (модификации).

Алотропните модификации могат да се различават една от друга състав на молекулите.Например, елементът кислород се образува

две прости вещества.Една от тях се състои от двуатомни молекули О2 и има същото име като елемента - кислород. Друго просто вещество се състои от триатомни молекули О3 и има собствено име - озон:

Кислород O2 и озон O3 имат различни физични и химични свойства.

Алотропните модификации могат да бъдат твърди тела, които имат различна структура на кристала

висок. Пример за това са алотропните модификации въглерод С - диаманти графит.

Броят на известните прости вещества (около 400) е много по -голям от броя химични елементи, тъй като много елементи могат да образуват две или повече алотропни модификации.

Сложните вещества са вещества, които се състоят от атоми от различни елементи.

Примери за сложни вещества: HCI, H 2 O, NaCl, CO 2,

H2 SO4, Cu (NO3) 2, C6 H12 O6 и др.

Често се наричат ​​сложни вещества химични съединения. V химични съединениясвойствата на простите вещества, от които се образуват тези съединения, не се запазват

са. Свойствата на сложното вещество се различават от свойствата на простите вещества, от които е образувано.

Например, натриев хлорид NaClможе да се образува от прости вещества - метален натрий Naи хлорен газ Cl 2. Физическите и химичните свойства на NaCl се различават от тези на Na и Cl 2.

V природата, като правило, съдържа нечисти вещества,

но смеси от вещества. V практически дейностиНие също

обикновено използваме смеси от вещества. Всяка смес се състои от

две или повече вещества, които се наричат ​​com-

компоненти на сместа.

Например въздухът е смес от няколко газообразни вещества: кислород O 2 (21 об.%), Азот N 2 (78%), въглероден двуокис CO 2 и пр. Смесите са състезания

кремове от много вещества, сплави от някои метали и пр. Смеси от вещества са хомогенен (хомогенен)и ге-

терогенен (хетерогенен).

Хомогенните смеси са смеси, в които няма интерфейс между компонентите.

Смеси от газове (по -специално въздух), течни разтвори (например разтвор на захар във вода) са хомогенни.

Хетерогенните смеси са смеси, в които компонентите са разделени чрез интерфейс.

ДА СЕ хетерогенни включватсмеси твърди тела (пясък +

Прах от тебешир), смеси от течности, неразтворими една в друга (вода + масло), смеси от течности и твърди вещества, неразтворими в тях (вода + тебешир).

Течни разтвори,които са най -важните представители на хомогенни системи, ще проучим подробно в нашия курс.

Най -важните разлики между смеси и химични съединения:

1. В смесите свойствата на отделните вещества (компоненти)

упорствам.

2. Съставът на смесите не е постоянен.

Въпроси за контрол

1. На какви два типа се делят всички вещества?

2. Какво представляват простите вещества?

3. Какви прости вещества имат молекулна структура (имена и формули)?

4. Какви прости вещества имат атомна структура? Дай примери.

5. Какви прости вещества се състоят от атоми, които не са свързани помежду си?

6. Какво е алотропия?

7. Какво се нарича алотропни модификации (модификации)?

8. Защо броят на простите вещества повече числахимически елементи?

9. Какво представляват сложните вещества?

10. Запазват ли се свойствата на простите вещества, когато от тях се образува сложно вещество?

11. Какво представляват хомогенните смеси? Дай примери.

12. Какво представляват хетерогенните смеси? Дай примери.

13. Каква е разликата между смеси и химични съединения?

Задачи за самостоятелно изучаване

1. Напишете известните ви формули: а) прости вещества (5 примера); б) сложни вещества (5 примера).

2. Разделете веществата, чиито формули са дадени по -долу, на прости и сложни: NH 3, Zn, Br2, HI, C2H5OH, K, CO, F2, C10H22.

3. Елементът фосфор образува три прости вещества, различаващи се по -специално по цвят: бял, червен и черен фосфор. Какви са тези прости вещества помежду си?

§ 1.6. Валентността на елементите. Графични формули на веществата

Помислете за химичните формули на съединенията на някои

Както можете да видите от тези примери, атомите на елементите хлор, кислород, азот, въглеродприкрепят не никакви, а само определен брой водородни атоми (съответно 1, 2, 3, 4 атома).

Между атомите в химичните съединения има химически връзки... Нека напишем формули, в които всеки хи-

Физическата връзка е обозначена с тире:

Такива формули се наричат ​​графични.

Графични формули на веществата са формули, които показват реда, в който атомите са свързани в молекулите и броя на връзките, които всеки атом образува.

Номер химически връзки, който образува един атом от даден елемент в дадена молекула, се нарича валентност на елемента.

Валентността обикновено се обозначава с римски цифри: I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII.

Във всички разглеждани молекули всеки водороден атом образува една връзка: следователно валентността на водорода е равна на една (I).

Атом хлор в HCl молекулаобразува една връзка, нейната валентност в тази молекула е I. Кислородният атом в молекулата H2O образува две връзки, нейната валентност е II. Валентност

азотът в NH3 е III, а валентността на въглерода в CH4 е IV. Някои елементи имат постоянна валентност.

Елементите с постоянна валентност са елементи, които във всички връзкипоказват същата валентност

Елементи с постоянна валентност I са: водород H, флуор F , алкални метали: литий Li, натриев Na,

калий К, рубидий Rb, цезий Cs.

Атомите на тези едновалентни елементивинаги форма

само една химическа връзка.

Елементи с постоянна валентност II:

кислород O, магнезий Mg, калций Ca, стронций Sr, барий Ba, цинк Zn.

Елементът с постоянна валентност III е алуминий Al.

Повечето елементи имат променлива валентност.

Променливите валентни елементи са елементи, които в различни връзкиможе да има различни стойности на валентност*.

Следователно, атомите на тези елементи в различни съединения могат да образуват различен брой химични връзки (Таблица 4).

* Ще разгледаме физическия смисъл на валентността, причините за съществуването на елементи с постоянна и променлива валентност след изучаване на теорията за структурата на атомите.

Таблица 4

Най -характерните стойности на валентността на някои елементи

Елементите	Най -характерното
	валентности
	II, III, IV, VI, VII

За да определите валентността на такива елементи във всяко дадено съединение, можете да използвате правилото на va-

снизходителност.

Според това правило,в повечето бинарни съединения от типа А m В n продуктът на валентността на елемента A (x) от броя на неговите атоми (t) е равен на продукта на валентността на елемента

ma B (y) по броя на неговите атоми (n):

x t = y n *.

Нека определим например валентността на фосфора в следните съединения:

x I	x "II
PH3	P2O5
Водородна валентност	Кислородна валентност
е постоянен и равен на I	постоянен и равен на II
x 1 = 1 3	x "· 2 = 2 · 5
x = 3	x "= 5
PH3	P2O5
Фосфорът в PH3 е	Фосфорът в P2O5 е
тривалентен	петовалентен
елемент	елемент

* Валентното правило не се прилага за бинарни съединения, в които атомите на един елемент са директно свързани помежду си. Например правилото за валентност не се подчинява на първото

водороден оксид H2O2, тъй като в молекулата му има връзка между кислородни атоми: Н-О-О-Н.

Използвайки правилото за валентност, човек може съставя формулибинарни съединения, тоест определят индексите в тези формули.

Нека съставим, например, формулата на съединението алуминий с кислород. Al и O имат постоянни валентни стойности, ко-

Отговорно III и II:

Най -малкото общо кратно (LCM) на числа 3 и 2 е 6. Разделете LCM на валентността Al:

6: 3 = 2 и валентност O: 6: 2 = 3

Тези числа са равни на индексите на съответните символи

елементи във формулата на съединението:

Аl2O3

Нека разгледаме още два примера.

Съставете съставни формули, които се състоят от:

отбележи, чев повечето бинарни връзки

Атомите на един елемент не се свързват директно един с друг.

Нека напишем графични формули за всички съединения, които разгледахме в този параграф:

Сравнете броя на тиретата за всеки елемент с неговата валентност, която е посочена в текста на параграфа.

Въпроси за контрол

1. Каква е валентността на даден елемент?

2. Какви числа обикновено означават валентност?

3. Какво представляват постоянните валентни елементи?

4. Какви елементи имат постоянна валентност?

5. Какво представляват променливите валентни елементи? Посочете най -типичните валентни стойности за хлор, сяра, въглерод, фосфор, желязо.

6. Как е формулирано правилото за валентност?

7. Какви са имената на формулите, които показват реда на свързване на атомите в молекулите и валентността на всеки елемент?

Задачи за самостоятелно изучаване

1. Определете валентността на елементите в следните съединения: AsH 3, CuO, N 2 O 3, CaBr 2, AlI 3, SF 6, K 2 S, SiO 2, Mg 3 N 2.

Начертайте графични формули за тези вещества.

2. Определете индекси m и n в следните формули:

Hm Sen, Pm Cln, Pbm On, Om Fn, Fem Sn Напишете графични формули на тези вещества.

3. Начертайте молекулни и графични формули на хромовите съединения с кислород, в които хромът проявява валентност II, III и VI.

4. Направете съставни формули, които се състоят от:

а) манган (II) и кислород; б) манган (IV) и кислород; в) манган (VI) и кислород; г) хлор (VII) и кислород; д) барий и кислород. Напишете графични формули за тези вещества.

§ 1.7. Къртица. Моларна маса

Масата на веществото се изразява в kg, g или други единици

Единицата за количеството на веществото е молът.

Повечето вещества са изградени от молекули или атоми.

Молът е количеството вещество, което съдържа толкова молекули (атоми) от това вещество, колкото атоми има в 12 g (0,012 kg) въглерод C.

Нека определим броя на С атомите в 12 g въглерод. За да направите това, разделете 0,012 кг на абсолютна масавъглероден атом m a (C) (виж § 1.3):

0,012 кг / 19,93 · 10-27 кг ≈ 6,02 · 1023.

От определението на понятието "мол" следва, че това число

е равен на броя на молекулите (атомите) в един мол от всяко вещество. Нарича се числото на Авогадро и се обозначава със символа

вол N A:

(Обърнете внимание, че номерът на Авогадро е много голям брой!)

Ако дадено вещество се състои от молекули, тогава 1 мол е 6,02 1023 молекули от това вещество.

Например: 1 мол водород Н2 е 6,02 · 1023 Н2 молекули; 1 мол вода Н2О е 6,02 · 1023 молекули Н2О;

1 мол глюкоза C6H12O6 е 6.02 1023

молекули C6 H12 O6.

Ако дадено вещество се състои от атоми, тогава 1 мол е 6,02 1023 атома от това вещество.

Например: 1 мол желязо Fe е 6,02 · 1023 Fe атома;

1 мол сяра S е 6,02 1023 атома S. Следователно:

1 мол от всяко вещество съдържа броя на частиците от Авогадрово, които съставляват това вещество, тоест приблизително 6,02 · 1023 молекули или атоми.

Обозначава се количеството на веществото (т.е. броят на бенките) Латинска буква n (или гръцката буква v). Всеки даден брой молекули (атоми) се обозначава с буквата N.

Количеството вещество n е равно на съотношението на даден брой молекули (атоми) N към броя на молекулите (атоми) в 1 мол NA.