Atom a cząsteczka dla klasy I

Atom, cząsteczka, wzór chemiczny
I. Współczynnik stechiometryczny a indeks stechiometryczny:
3X2
3 – współczynnik stechiometryczny mówiący o ilości całych drobin
(atomów, cząsteczek, jonów)
– indeks stechiometryczny mówiący o ilości atomów danego rodzaju w cząsteczce
2
II. Jak rozróŜnić czy to atom czy cząsteczka?
JeŜeli w zapisie chemicznym występuje tylko symbol pierwiastka i ewentualnie współczynnik
stechiometryczny to mówimy o jednym lub kilku atomach, np.:
Zn – 1 atom cynku,
4 K – 4 atomy potasu,
7 Mg – 7 atomów magnezu
JeŜeli w zapisie obok symbolu pierwiastka pojawia się indeks stechiometryczny to mówimy i
ewentualnie współczynnik stechiometryczny to mówimy o jednej lub kilku cząsteczkach pierwiastka
chemicznego, np.:
O2 – 1 cząsteczka tlenu
5 N2 – 5 cząsteczek azotu
3 P4 – 3 cząsteczki fosforu
JeŜeli w zapisie obok symbolu jednego pierwiastka pojawia się symbol pierwiastka innego a takŜe
mogą pojawić się indeksy stechiometryczne i współczynniki stechiometryczne to mówimy o jednej lub
kilku cząsteczkach związku chemicznego, np.:
3 KCl – 3 cząsteczki chlorku potasu
MgO – 1 cząsteczka tlenku magnezu
Na2S – 1 cząsteczka siarczku sodu
5 Al2O3 – 5 cząsteczek tlenku glinu
III. Wzór sumaryczny i strukturalny - zasady zapisu wzoru chemicznego
Wzór sumaryczny mówi nam o tym ile atomów jakich pierwiastków znajduje się w cząsteczce,
natomiast wzór strukturalny oprócz tej informacji pokazuje, w jaki sposób atomy są ze sobą w tej
cząsteczce połączone.
Wartościowość, to ilość wiązań chemicznych, jakie moŜe utworzyć atom tworząc cząsteczkę.
Atomy tego samego pierwiastka w róŜnych cząsteczkach mogą przyjmować róŜne wartościowości.
Wartościowości mieszczą się w przedziale od I do VIII.
Oto kilka podstawowych zasad:
1. Wzory związków chemicznych, złoŜonych z atomów dwóch pierwiastków zapisuje się odwrotnie do nazw,
np.
H2O – tlenek wodoru
NaCl – chlorek sodu
2. Związek tlenu z pierwiastkiem, z którym tlen się łączy, to tlenek i tlen ma w tym związku wartościowość II.
Wyjątkiem jest związek tlenu z fluorem o nazwie fluorek tlenu – OF2
3. Związek chloru z innym pierwiastkiem to chlorek i chlor ma w nim wartościowość I.
4. Związek siarki z innym pierwiastkiem to siarczek i siarka ma w nim wartościowość II.
5. We wzorze sumarycznym nie wpisuje się indeksu stechiometrycznego, jeśli jest on równy 1.
Podobnie w zapisie chemicznym pomija się jedynkę gdy stanowi ona współczynnik stechiometryczny.
6. Wartościowość danego atomu zapisujemy cyfrą rzymską w postaci indeksu górnego z prawej strony
symbolu, lub w nawiasie , równieŜ po prawej stronie symbolu, np.
NaI lub Na (I)
OII lub O (II)
ClVII lub Cl (VII)
7. Dla związku chemicznego, złoŜonego z atomów dwóch pierwiastków, suma wiązań utworzonych przez
atomy pierwszego pierwiastka, musi być taka sama jak suma wiązań utworzonych przez atomy pierwiastka
drugiego. W tym przypadku wzór sumaryczny tworzymy w taki sposób, aby iloczyn wartościowości i ilości
atomów dla obu pierwiastków był taki sam i moŜliwie najmniejszy.
8. Tworząc wzory strukturalne, na początku, dla ułatwienia, moŜemy narysować przy kaŜdym symbolu
pierwiastka tyle kropek, iluwartościowy będzie ten atom. Następnie kropki przy atomach pierwszego
pierwiastka łączymy odcinkami z kropkami przy atomach drugiego. Nie moŜe pozostać Ŝadna wolna kropka.
IV. W jaki sposób powstaje kilka przykładowych cząsteczek
Chlorowodór czyli związek chloru z wodorem. Wodór ma zawsze wartościowość I, a chlor w tym
związku równieŜ I a zatem przy takich samych wartościowościach otrzymujemy:
Nie musimy nic uzgadniać, a zatem przepisujemy
I zapisujemy wzór strukturalny:
.
Następnie po 2 kropki łączymy ze sobą tworząc wiązania:
Tlenek wodoru, czyli woda. Wodór ma wartościowość I, a tlen II. A zatem 2 atomy wodoru są potrzebne
do połączenia z jednym atomem tlenu.
Najprościej, tworząc wzór sumaryczny, zapisać symbole pierwiastków i ich wartościowości a następnie
uzupełnić indeksy stechiometryczne, określające ilość atomów w cząsteczce) „na krzyŜ”, tak jak na
przykładzie:
w efekcie otrzymujemy:
I jeszcze wzór strukturalny. Zaczynamy od symboli i kropek:
i po połączeniu otrzymujemy:
Tlenek chloru (V). Chlor w tym przypadku ma wartościowość V, a tlen II. Zgodnie z poprzednim
przykładem uzupełniamy indeksy stechiometryczne „na krzyŜ”:
Na 2 atomy chloru przypada tutaj 5 atomów tlenu
Podobnie jak poprzednio, wzór strukturalny rozpoczynamy od symboli i kropek symbolizujących ilość
wiązań:
i dalej:
Tlenek siarki (VI), znany równieŜ pod nazwą trójtlenek siarki. Siarka tutaj wartościowość VI, a tlen II.
Tak jak poprzednio uzupełniamy indeksy stechiometryczne „na krzyŜ”. Otrzymane indeksy moŜna
skrócić, podobnie jak w matematyce, otrzymując 1 i 3:
Jedynki w indeksie nie pisze się, a zatem uzyskujemy wzór:
Analogicznie jak poprzednio tworzymy wzór strukturalny:
a po połączeniu:
Przygotował:
mgr inŜ. Bartosz Stasicki