Теоретический материал по химии на тему "Графические формулы неорганических соединений" (11 класс)

Очень часто формулы молекул оксидов, оснований, кислот, амфотерных гидроксидов и солей изображают графически. Для этого необходимо знать валентность каждого элемента, входящего в состав молекулы. Валентность элементов изображается черточками. Число черточек, отходящих от химического знака элементов, равно его валентности, например, Н , О =, Al  и т.д.

Так как в молекуле свободные валентности отсутствуют, то надо так составить формулу, чтобы число черточек одного элемента соответствовало числу черточек другого элемента. Валентность разных атомов в молекуле взаимонасыщенна (отсутствуют свободные черточки), например, оксид натрия Na₂O, в котором натрий одновалентен, а кислород двухвалентен.

Тогда графическая формула оксида имеет вид:

Na – O – Na

От атома кислорода отходят две черточки, от каждого атома натрия – по одной.

Графическая формула оксида алюминия Al₂O₃ имеет вид:

O = Al – O – Al = O

Алюминий трехвалентен, а кислород двухвалентен. От каждого атома алюминия отходят три черточки, от атома кислорода – две.

Графические формулы оснований

K – O – H H – O – Ba – O – H H – O – Al – О – Н

׀

O – H

KOH Ba(OH)₂ Al(OH)₃

гидроксид калия гидроксид бария гидроксид алюминия

В молекуле оснований атомы водорода связаны с кислородом.

Графические формулы кислот

В молекулах кислородосодержащих кислот атомы водорода, способные замещаться металлом, связаны с атомом неметалла через кислород:

H – O

Н – O – N = О Н – О – C – О – Н H – О – P = O

H – O ׀׀ ׀׀

O О

HNO₃ H₂CO₃ H₃PO₄

азотная кислота угольная кислота ортофосфорная кислота

В состав уксусной кислоты СН₃СООН входят четыре атома водорода, но только один из них связан с кислородом, поэтому в уксусной кислоте только один атом водорода, соединенный с атомом кислорода, способен замещаться атомом металла:

Н О

׀ ׀׀

Н – С – С – О – Н

׀

Н

Графические изображения солей

Графическое изображение формул средних и особенно кислых солей часто вызывает затруднения. При их составлении нужно сначала написать графическое изображение формулы кислоты и затем заменить в ней полностью (нормальная соль) или частично (кислая соль) атомы водорода атомами металла. Если в молекулу соли входит несколько кислотных остатков, например, Mg(NO₃)₂, то нужно писать рядом столько формул кислоты, сколько кислотных остатков входит в молекулу соли, и заменить в них полностью атомы водорода атомами металла.

Графическая формула средней (нормальной) соли Mg(NO₃)₂ имеет вид:

HNO₃ Mg(NO₃)₂

азотная кислота нитрат магния

O

׀׀

O – N = O

Mg

O – N = O

׀׀

O

O

׀׀

H – O – N = O

Mg

H – O – N = O

׀׀

O

Графическая формула кислой соли КHCO₃ имеет вид:

Н₂СО₃ КНCO₃

угольная кислота гидрокарбонат калия

К H – O – С – O – Н

׀׀

O

К – O – С – O – Н

׀׀

O

При составлении основных солей нужно сначала написать графическую формулу основания и затем заменить в ней частично гидроксогруппы ОН кислотными остатками. Например, в основной соли MgOHNO₃ гидроксогруппа ОН замещена кислотным остатком NO.

Графическая формула основной соли MgOHNO₃ имеет вид:

Mg(OH)₂ HNO₃ MgOHNO₃

гидроксид магния азотная кислота гидроксонитрат магния

O

׀׀

H – O – Mg – O – N = O

O

׀׀

H – O – Mg – O – H H – O – N = O