"Химия", Кузнецова Н.Е., Титова И.М., Гара Н.Н.
Химические знаки и формулы — краткая запись, с помощью которой описывают элементы и состав веществ. Знак обозначает химический элемент и один его атом, а формула показывает, какие элементы входят в частицу вещества и сколько в ней атомов каждого вида. Индексы помогают прочитать состав одной частицы, коэффициенты — посчитать несколько частиц. Понимание этих обозначений необходимо для чтения химических уравнений и расчётов.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Химический знак — условное обозначение химического элемента, которое также обозначает один атом этого элемента. Например, O — знак кислорода и запись одного атома кислорода. Знак нужен, чтобы кратко записывать элемент и его атом в формулах и уравнениях.
Химическая формула — запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов. В ней указано, какие элементы входят в частицу вещества и сколько атомов каждого элемента она содержит. Формула помогает описывать состав коротко и точно.
Индекс — цифра, написанная справа внизу от химического знака. Она показывает число атомов данного элемента в одной частице вещества; например, в H₂ два атома водорода. Индекс позволяет не перечислять каждый атом отдельно.
Коэффициент — цифра перед формулой, показывающая число частиц вещества. Она умножает число атомов каждого элемента, записанное в формуле, на число частиц. Коэффициент нужен, когда описывают несколько частиц, например в уравнении реакции.
Знаки элементов обычно составляют из одной или двух букв их латинских названий. Такая система помогает использовать короткие записи, понятные химикам разных стран, и не путать элементы с похожими названиями. Первая буква всегда заглавная, а вторая, если она есть, строчная: например, Co — кобальт, а не два отдельных знака C и O.
Химический знак может обозначать элемент как вид атомов и один конкретный атом, потому что отдельный атом является частицей этого элемента. Поэтому запись O можно прочитать и как «кислород», и как «один атом кислорода» — точное значение зависит от задачи. Относительную атомную массу элемента находят по его знаку в таблице Менделеева: для кислорода это примерно 16.
Формула передаёт качественный состав, то есть перечисляет знаки элементов, и количественный состав — число атомов каждого из них в частице. Например, H₂O содержит водород и кислород; цифра 2 сообщает о двух атомах водорода. Формула нужна, чтобы установить состав вещества, а не просто назвать его.
Индекс относится только к знаку, который стоит непосредственно перед ним. Если цифры нет, считают, что индекс равен единице: в H₂O один знак O без индекса означает один атом кислорода. Это правило позволяет не писать лишние единицы и при этом однозначно читать формулы.
Коэффициент перед формулой относится ко всей записи после него. Так, 3H₂O означает три частицы воды, и число атомов каждого элемента в одной частице нужно умножить на три. Состав одной частицы при этом не меняется: коэффициент не заменяет и не исправляет индексы.
| Что показывает | Химический знак | Химическая формула |
|---|---|---|
| Что обозначает запись | Химический элемент и один его атом | Частицу вещества и её состав |
| Какие элементы или атомы представлены | Один элемент, которому соответствует знак | Все элементы, знаки которых входят в формулу |
| Число атомов каждого элемента | Один атом обозначенного элемента | По индексам; без индекса — один атом |
| Относительная атомная масса элемента или число частиц вещества | Относительную атомную массу элемента можно найти в таблице | Число частиц показывает коэффициент, если он указан |
Сначала определите, дана ли отдельная запись элемента или формула вещества. В формуле прочитайте знаки, затем индексы, а если перед ней есть коэффициент — учтите его для всей формулы. Относительную атомную массу определяют по таблице Менделеева, а не по числу букв в знаке.
Нужно установить, какому элементу соответствует знак, и определить, сколько атомов обозначено записью. Одновременно можно обратиться к таблице Менделеева, чтобы узнать относительную атомную массу. Не следует путать знак отдельного элемента с формулой вещества.
Ответ: O — химический знак кислорода, он обозначает один атом кислорода; относительная атомная масса элемента — примерно 16.
Сначала перечислим знаки, чтобы определить качественный состав, а затем прочитаем индексы для количественного состава. Индексы относятся к знакам рядом с ними, поэтому цифра 2 относится к H. У O цифры нет, значит, этот элемент представлен одним атомом.
Ответ: одна молекула H₂O содержит два атома водорода и один атом кислорода.
Коэффициент 3 сообщает, что записаны три частицы воды. Чтобы не пропустить ни один элемент, сначала прочитаем состав одной частицы, а затем отдельно умножим число атомов каждого вида на коэффициент. Индексы при этом остаются прежними.
Ответ: в записи 3H₂O — шесть атомов водорода и три атома кислорода, всего девять атомов.
Ошибочно считать химический знак только названием элемента и забывать об одном атоме. Так происходит, когда знак читают как слово, а не как химическую запись. Проверьте себя: если дана запись O без коэффициента, она обозначает один атом кислорода.
Индекс иногда принимают за число молекул, хотя он показывает число атомов элемента в одной частице. Путаница возникает потому, что цифры стоят рядом с формулой, но их положение различается. Посмотрите, где находится цифра: справа внизу от знака — это индекс, перед всей формулой — коэффициент.
Отсутствие индекса могут принять за ноль атомов. На деле единицу просто не пишут, чтобы формулы оставались компактными. Проверка простая: у каждого знака без индекса в частице один атом, а не ноль.
При подсчёте нескольких частиц иногда умножают только первый индекс или меняют индексы. Коэффициент относится ко всей формуле, поэтому такое действие искажает состав частицы. Для проверки выпишите число атомов каждого элемента в одной частице и умножьте каждое число на коэффициент, не меняя индексы.
Чтобы читать химические знаки, нужно знать названия элементов и уметь пользоваться таблицей Менделеева. Индексы и коэффициенты встречаются при составлении и чтении уравнений химических реакций: с их помощью считают атомы до и после реакции. Формулы также служат основой для вычисления относительной молекулярной массы и массовых долей элементов в веществе.
Почему в химическом знаке иногда две буквы?
Знаки образуют на основе латинских названий элементов. Если одной буквы недостаточно, используют две: первая всегда заглавная, а вторая строчная. Например, знак натрия — Na.
Что именно обозначает химический знак: элемент или атом?
Химический знак обозначает и сам элемент, и один его атом. Например, O означает кислород как химический элемент, а также один атом кислорода. Относительную атомную массу кислорода можно найти в таблице Менделеева.
Почему в формуле рядом с некоторыми знаками нет индекса?
Если индекс не написан, его считают равным единице. Значит, в частице есть один атом этого элемента. Отсутствие цифры не означает, что атомов нет.
Чем индекс отличается от коэффициента?
Индекс стоит справа внизу от знака и показывает число атомов элемента в одной частице. Коэффициент пишут перед формулой: он указывает число частиц и относится ко всей формуле. Поэтому коэффициент умножает число атомов каждого элемента.
Как определить число атомов каждого элемента в нескольких молекулах вещества?
Сначала по индексам определите число атомов каждого элемента в одной молекуле, учитывая, что ненаписанный индекс равен единице. Затем умножьте полученные числа на коэффициент перед формулой. Например, в 3H₂O содержатся 6 атомов водорода и 3 атома кислорода.
§ 11. Что показывают химический знак и химическая формула ....
