ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химические формулы и уравнения из "Основы общей химии" Все эти затруднения отпали с принятием единых атомных весов. Химики, наконец, нашли общий язык. Действительно, установление простейшей формулы какого-либо соединения уже не представляло трудностей нужно было только знать его процентный состав (определявшийся путем химического анализа) и атомные веса содержащихся в нем элементов. [c.27] Пример 1. Соединение углерода с хлором содержит 7,8% С и 92,2% С1. Соответствующие атомные веса равны 12,0 и 36,5. Рассуждаем следующим образом. Чем больше атомный вес элемента, тем меньше (при данном процентном составе соединения) относительное число его атомов в молекуле. Поэтому для нахождения чисел, характеризующих относительное содержание атомов каждого из элементов в молекуле соединения (атомных факторов), нужно числа процентов разделить на соответствующие атомные веса. Произведя такое деление, находим для углерода фактор 0,65 и для хлора 2,60. Эти числа уже отражают относительное содержание атомов а молекуле. Однако оба фактора дробные, а в молекуле может содержаться только целое чигло атомов. Для приведения к целым числам делим оба фактора на наименьший из них. Полученные величины (атомные множители) 1 и 4 непосредственно указывают число атомов каждого из элементов в искомой простейшей формуле, которая и будет, следовательно, ССЦ. Вычисления удобно располагать по приводимой ниже форме. [c.27] Пример 3. Найдем простейшую формулу глицерина. [c.28] Получается, что в молекуле глицерина должно содержаться 2,67 атома водорода. Это, конечно, невозможно. Результат расчета указывает на то, что молекула глицерина содержит в действительности не по одному атому углерода и кислорода, а некоторое больш ее их число и соответственно большее число атомов водорода. Так как соотношение между атомными множителями измениться не может, пробуем увеличением их вдвое, втрое и т. д. привести атомный множитель водорода к целому числу. При умножении на 2 получаем 2 5,34 и 2. Множитель для водорода опять значительно отличается от целого числа. При умножении на 3 получаем 3 8,01 и 3. Следовательно, простейшая формула глицерина будет СзНаОз. [c.28] Пример 4. Найдем простейшую формулу этана. [c.28] Расчет приводит, таким образом, к формуле СНз. [c.28] Имея простейшие формулы веществ, можно вычислить по ним формульные веса (равные сумме соответствующих атомных весов) и сопоставить полученные числа с найденными на опыте. [c.28] Как видно из данных таблицы, определение молекулярного веса подтверждает найденные формулы четыреххлористого углерода и глицерина а для этана правильной оказывается удвоенная формула — СгНб-Следовательно, простейшие формулы только тогда действительно выражают атомный состав рассматриваемого соединения, когда они подтверждаются Определением его молекулярного веса. Иными словами, для установления истинной формулы соединения, кроме процентного состава и атомных весов, нужно знать и молекулярный вес. [c.28] Установление формулы соединения часто упрощается, если известны валентности соответствующих элементов. Рассмотрим сначала соединение, состоящее из атомов только двух элементов, например алюминия и кислорода. Алюминий трехвалентен, кислород двухвалентен. Из самого вывода понятия валентности вытекает, что входящие в состав химического соединения атомы не могут иметь свободных валентностей. Следовательно, общее их число у атомов алюминия должно быть равно общему числу валентностей у атомов кислорода. Наименьшее число, делящееся без остатка и на 3, и на 2 (наименьшее кратное), будет 6. Значит, общее число валентностей как у алюминия, так и у кислорода должно быть равно шести. Но каждый атом алюминия трехвалентен, следовательно, в молекуле должно содержаться два атома алюминия. Подобным же образом заключаем, что число атомов кислорода равно трем. Итак, простейшая формула соединения алюминия с кислородом будет А1гОз. [c.29] Не все соединения, формулы которых можно построить по валентности, существуют в действительности. Возможность их образования зависит в первую очередь от химических свойств элементов, а затем и от внешних условий. Поэтому составление формулы по валентности имеет смысл только тогда, когда из свойств элементов известно, что соответствующее соединение образоваться может. [c.29] Если соединение содержит три или более различных элемента, то для составления формулы по валентности необходимо иметь дополнительные данные. Например, для установления формулы азотной кислоты, состоящей из Н, О и Ы, кроме валентности азота, равной пяти в этом соединении (валентности водорода и кислорода равны соответственно 1 и 2), такие данные требуются, так как без этого задача остается неопределенной и допускает различные решения. Зная же, что в молекуле азотной кислоты содержатся только один атом водорода и один атом азота, друг с другом непосредственно не связанные, можно получить вполне определенную формулу. [c.29] Для этого исходим из атома наиболее многовалентного элемента и рассуждаем следующим, образом. Если пятивалентный атом азота непосредственно с водородом не соединен, то всеми своими валентностями он должен быть связан с атомами кислорода. Так как последний двухвалентен, к атому азота могут быть присоединены два атома кислорода полностью и третий — одной валентностью. У этого третьего атома остается, таким образом, одна свободная валентность. Вместе с тем в молекуле азотной кислоты должен содержаться один атом водорода. Он, очевидно, и присоединен к атому кислорода. Таким образом, свободных валентностей ни у одного атома не остается, и формула азотной кислоты будет НЫОз. [c.29] Нередко приходится решать и обратную задачу — находить валентность элементов по уже имеющейся формуле соединения. Если она дана в структурной форме, то валентность всех элементов видна из нее непосредственно. При обычных формулах для вещества, состоящего только из двух элементов, достаточно, как правило, знать валентность одного, чтобы найти валентность другого. [c.30] Пример. Дана формула N205. Найти валентность азота в этом соединении. В молекуле содержите Б атомов кислорода, следовательно, у них суммарно Ю валентностей. чему должны соответствовать 10 ва ечтностей атомов азота. Но в молекуле т кнх атомов два, значит на каждый приходится по пять валентностей. Итак, азот в этом соединении пятивалентен. [c.30] Если вещество состоит из трех или более элементов, задача осложняется для определения валентности одного элемента необходимо знать валентности всех остальных и, кроме того, иметь некоторые дополнительные сведения о строении молекулы. [c.30] Умея находить химические формулы веществ, можно перейти к следующей задаче — составлению химических уравнений. Если формулы позволяют производить сокращенную запись состава веществ, то уравнения являются подобными же запися1 1и химических реакций. [c.31] Вернуться к основной статье