"Химия. Вводный курс", Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Ахлебинин А.К.
Химические знаки и формулы помогают записывать состав веществ кратко и одинаково для всех. Знак обозначает химический элемент и один его атом, а формула показывает, какие элементы входят в вещество. Маленькие цифры справа внизу — индексы — сообщают число атомов каждого элемента в частице. Число перед формулой, коэффициент, показывает количество таких частиц. Понимание этих обозначений нужно, чтобы читать формулы, составлять уравнения реакций и выполнять расчёты.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Химический знак — условное обозначение химического элемента. По знаку узнают, о каком элементе идёт речь, а сам знак также обозначает один атом этого элемента. Это позволяет кратко записывать названия элементов и не путать их при описании веществ.
Химическая формула — условная запись состава вещества с помощью химических знаков и числовых индексов. Например, формула показывает, какие элементы входят в вещество. Такие записи удобны, потому что состав можно передать коротко и по общим для всех правилам.
Индекс — маленькая цифра справа внизу от знака элемента. Она указывает, сколько атомов этого элемента содержится в одной частице вещества. Благодаря индексам можно не только узнать, какие элементы входят в состав, но и подсчитать число атомов каждого вида.
Коэффициент — число, записанное перед химической формулой. Он показывает, сколько частиц вещества или групп атомов, обозначенных формулой, имеется в записи. Коэффициент нужен, чтобы считать несколько частиц сразу, не переписывая формулу каждой из них.
Знаки элементов нужны для краткой и единообразной записи: вместо длинного названия используют одну или две буквы. Первая буква всегда заглавная, а вторая, если она есть, — строчная. Такой порядок помогает видеть границы знаков: например, Co — один знак, а не два отдельных обозначения. Зная это правило, формулу можно правильно разделить на элементы.
Многие обозначения образованы от латинских названий элементов, поэтому знак иногда не похож на русское слово. Например, железо обозначают Fe от латинского ferrum, а натрий — Na от natrium. В знаке Fe буква F заглавная, а e строчная, поэтому обе буквы вместе обозначают один элемент. Вторая буква помогает отличить знак от другого, состоящего из той же первой буквы: C — углерод, Co — кобальт.
Формулу составляют из знаков элементов, которые входят в вещество. Например, в H₂O использованы знаки H и O, значит, в составе есть водород и кислород. По самим знакам определяют качественный состав — какие именно элементы присутствуют. Чтобы узнать количество атомов, нужно дополнительно прочитать индексы.
Индекс записывают справа внизу от знака, к которому он относится. В H₂O цифра 2 относится к H, поэтому в частице два атома водорода; у O индекс не написан, значит, он равен 1. Если индекс равен единице, его обычно опускают, чтобы запись была короче. Подсчитав атомы у каждого знака, можно определить количественный состав частицы.
Коэффициент ставят перед формулой, и он относится ко всей записи после себя. H₂O обозначает одну частицу, в которой два атома водорода и один атом кислорода; 2H₂O обозначает две такие частицы. Значит, при добавлении коэффициента количество частиц и общее число атомов увеличивается, но состав каждой частицы остаётся прежним. Индексы задают состав одной частицы, а коэффициент показывает, сколько таких частиц взято.
| Элемент записи | Что обозначает | Где записывается | Пример |
|---|---|---|---|
| Химический знак | Химический элемент и один его атом | В составе формулы; пишется одной или двумя буквами | O |
| Химическая формула | Состав вещества | Из знаков элементов и индексов | H₂O |
| Индекс | Число атомов элемента в частице вещества | Справа внизу от знака элемента | ₂ в H₂O |
| Коэффициент | Число частиц или групп, обозначенных формулой | Перед всей формулой | 3H₂O |
Чтобы прочитать формулу, сначала найди знаки элементов, затем проверь, есть ли у каждого индекс. Отсутствующую цифру считай за 1. Если перед формулой стоит коэффициент, умножь на него количество атомов каждого элемента в одной частице.
Ответ: O₂ обозначает два атома кислорода.
Ответ: в H₂O входят два атома водорода и один атом кислорода.
Ответ: запись 3H₂O обозначает 6 атомов водорода и 3 атома кислорода, всего 9 атомов.
Можно принять вторую букву знака за обозначение другого элемента. Это происходит, если не учитывать регистр букв и не проверять, где заканчивается знак. Помни: первая буква заглавная, вторая строчная; Co целиком обозначает кобальт, а не C и O.
Индекс иногда ошибочно считают числом частиц вещества. Путаница возникает потому, что и индекс, и коэффициент записываются цифрами, но индекс стоит у знака и считает атомы в одной частице. Проверь положение цифры: справа внизу — индекс, перед формулой — коэффициент.
Если после знака цифры нет, легко забыть учесть атом этого элемента. Цифру 1 не пишут, чтобы формула была короче. При разборе проверь каждый знак: если индекса нет, запиши для него один атом.
Бывает, что коэффициент воспринимают как изменение состава одной частицы. Так происходит, когда не разделяют смысл индексов и цифры перед формулой. Сначала определи состав частицы по индексам, затем умножь его на коэффициент; для 2H₂O одна частица всё ещё содержит H₂O.
Чтобы читать формулы, нужно знать названия химических элементов и различать атомы разных элементов. Знак показывает, какой именно элемент имеется в виду, а формула соединяет знаки в запись состава вещества. Эти знания пригодятся при изучении химических реакций: с помощью формул записывают вещества, а затем составляют уравнения реакций. Умение считать атомы по индексам и коэффициентам также помогает выполнять расчёты по формулам веществ.
Почему у некоторых химических знаков две буквы?
Одной буквы не всегда хватает, чтобы различить все элементы. Поэтому к заглавной первой букве добавляют строчную вторую: например, Co — кобальт, а C — углерод. Обе буквы вместе составляют один знак.
Как понять, какой элемент обозначен латинским знаком?
Знак нужно соотнести с названием элемента, которое принято в химии: например, O — кислород, а Fe — железо. Многие обозначения взяты из латинских названий, поэтому они могут не совпадать с русским названием. Их написание и значение запоминают или проверяют по таблице химических элементов.
Что означает отсутствие цифры после химического знака?
Отсутствие индекса означает, что в частице записан один атом этого элемента. Например, в H₂O у кислорода индекс 1 подразумевается, а не пишется. У водорода индекс 2 показывает два атома.
Чем индекс отличается от коэффициента?
Индекс стоит справа внизу у знака и показывает число атомов элемента в одной частице вещества. Коэффициент стоит перед всей формулой и показывает, сколько таких частиц записано. Поэтому индекс задаёт состав частицы, а коэффициент — их количество.
Как посчитать общее число атомов в записи с коэффициентом?
Сначала посчитай атомы в одной частице по индексам, считая отсутствие индекса за единицу. Затем умножь число атомов каждого элемента на коэффициент. Сложи полученные количества, чтобы узнать общее число атомов.
§ 4. Химические знаки и формулы
