Химические формулы, относительная молекулярная масса и валентность
Химические формулы, относительная молекулярная масса и валентность
Химическая формула — это условная запись качественного и количественного состава вещества с помощью химических знаков (символов элементов) и индексов. Индекс показывает число атомов данного элемента в молекуле или формульной единице вещества (например, в H₂SO₄ содержатся 2 атома H, 1 атом S и 4 атома O).
Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1799 г.):
«Каждое чистое химическое вещество независимо от способа его получения имеет постоянный качественный и количественный состав».
Например, чистая вода H₂O, полученная сжиганием водорода в кислороде, нейтрализацией кислоты щелочью или очисткой речной воды, всегда состоит из 11.19% водорода и 88.81% кислорода по массе (весовое соотношение масс m(H) : m(O) = 1 : 8).
Схема: Составление формул по валентности и закон сохранения массы
Химическая формула
Закон Пруста
Индекс и коэффициент
Индекс относится только к стоящему перед ним элементу (H₂), а коэффициент перед формулой умножает всю молекулу (3H₂O = 6 атомов H и 3 атома O).
Чтение символов
Учет индексов
Расчет Mr
Валентность — это способность атома химического элемента присоединять или замещать определенное число атомов других элементов. За единицу валентности исторически принята валентность атома водорода (водород всегда одновалентен — I).
Кислород во всех оксидах проявляет постоянную валентность II.
Элементы с постоянной валентностью:
• Валентность I: H, Na, K, Li, F, Ag;
• Валентность II: O, Mg, Ca, Ba, Zn;
• Валентность III: Al, B.
Большинство других элементов обладают переменной валентностью (например, Fe — II и III; Cu — I и II; S — II, IV и VI; P — III и V; N — I, II, III, IV, V). В бинарном соединении произведение валентности первого элемента на число его атомов строго равно произведению валентности второго элемента на число его атомов.
Валентность
Правило валентностей
Валентность и степень окисления
Валентность не имеет знака плюс или минус (всегда римская цифра I, II, III...), в отличие от степени окисления.
Запись символов
Поиск НОК
Расчет индексов
Закон сохранения массы веществ был открыт М.В. Ломоносовым в 1748 году и подтвержден экспериментально А. Лавуазье в 1789 году:
«Масса всех веществ, вступивших в химическую реакцию, в точности равна массе всех продуктов реакции».
Физический смысл закона заключается в том, что при химических превращениях атомы не разрушаются и не возникают из ничего, а лишь перегруппировываются с образованием новых веществ. Так как число атомов каждого элемента до и после реакции не меняется, их суммарная масса строго постоянна.
На основе закона сохранения массы расставляются стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций.
Закон Ломоносова — Лавуазье
Химическое уравнение
Сосуд Ландольта
Двухколенный запаянный сосуд Ландольта позволяет смешать реагенты прямо на чаше весов и наглядно доказать неизменность массы.
Запись реагентов и продуктов
Подсчет числа атомов
Подбор коэффициентов
Метод наименьшего общего кратного (НОК):
Запись знаков элементов и их валентностей
Нахождение наименьшего общего кратного (НОК)
Расчет индексов
Запись итоговой формулы
Типовое задание ЕНТ:
«Чему равна сумма всех коэффициентов в уравнении реакции горения фосфора в кислороде?»
Пошаговое уравнивание:
1. Схема реакции: P + O₂ → P₂O₅.
2. Уравниваем кислород: слева 2 атома, справа 5 атомов. НОК(2, 5) = 10.
Перед O₂ ставим коэффициент 5 (5 * 2 = 10), перед P₂O₅ ставим 2 (2 * 5 = 10):
P + 5O₂ → 2P₂O₅.
3. Уравниваем фосфор: справа 2 * 2 = 4 атома P. Значит, слева ставим коэффициент 4:
4P + 5O₂ → 2P₂O₅.
4. Ловушка: ученики считают сумму коэффициентов реагентов (4 + 5 = 9), а вопрос требует СУММУ ВСЕХ коэффициентов:
Сумма = 4 + 5 + 2 = 11!
Ловушка «Сумма коэффициентов»
Внимательно читайте условие теста: «сумма коэффициентов в уравнении» включает коэффициенты и реагентов, и продуктов (4 + 5 + 2 = 11)!
- 1. Химическая формула и закон постоянства состава~5 мин
- 2. Валентность химических элементов~5 мин
- 3. Закон сохранения массы веществ в химических реакциях~5 мин
- 4. Алгоритм составления химических формул бинарных соединений по валентности~5 мин
- 5. Ловушки ЕНТ: Расстановка коэффициентов в уравнениях реакций и закон сохранения массы~5 мин
