Примеры формул разных типов для некоторых веществ

Химическая формула (или эмпирическая) - это условная запись количественного и качественного состава молекулы с помощью химических символов цифр (нижний (подстрочный) правый индекс после знака химического элемента).

Простейшая - это химическая формула, составленная из символов химических элементов и индексов, отражающая наименьшее соотношение атомов этих элементов в молекуле.

Для ионных соединений (молекул нет, а вещество состоит из ионов) простейшая формула показывает соотношение числа ионов в кристалле.

Для веществ немолекулярного строения (ионных соединений (солей, оксидов и гидроксидов металлов) и металлов] эмпирическая формула является (часто) единственным видом формулы.

Nа	натрий	NаСl	хлорид натрия
Si	кремний	НgNО₃	нитрат ртути (I)
Al₂O₃	оксид алюминия	Ca(OH)₂	гидроксид кальция

Простейшими формулами пользуются при выводе молекулярной формулы вещества, чаще всего для обозначения органических соединений. Например, простейшей формуле C₁H₂ могут соответствовать молекулярные формулы C₂H₄ или C₄H₈.

Простейшая формула фосфорной кислоты (Н₃РО₄) показывает, что в состав фосфорной кислоты входят атомы водорода, атомы фосфора и атомы кислорода, причем отношение чисел атомов этих элементов в любой порции фосфорной кислоты равно 3:1:4, то есть

N_H:N_P:N_O= 3:1:4

Простейшая формула может быть составлена для любого индивидуального химического вещества, а для молекулярного вещества, кроме того, может быть составлена молекулярная формула.

Молекулярная формула - это химическая формула, отражающая количественный и качественный состав вещества, составленная с помощью химических символов элементов и индексов, определяющих точное количество (в этом её отличие от эмпирической) атомов каждого элемента.

https://foxford.ru/wiki/himiya/nazvaniya-elementov-vidy-zapisi-himicheskih-formul

Пояснение.

Например, молекулярная формула молекулы глюкозы C₆H₁₂O₆.

Она показывает, что одна молекула глюкозы содержит 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 6 атомов кислорода. То есть можно записать отношение атомов в молекуле как n(C):n(H):n(O) = 6:12:6. Если сократить все индексы на 6, то получится простейшая формула СН₂О.

Химические формулы веществ, существующих в виде димеров (NO₂, P₂O₃, P₂O₅ и др.), записывают в виде N₂O₄, P₄O₆, P₄O₁₀,.

S₈	сера	SO₄^2–	сульфат-ион
С₆Н₆	бензол	CH₃COO^–	ацетат-ион
NH₃	аммиак	Нg₂(NО₃)₂	динитрат диртути
Р₄О₁₀	декаоксид тетрафосфора	C₂H₄O₂	уксусная кислота

Однако молекулярная формула не даёт информации о строении частиц.

В уравнениях химических реакций перед формулами ставят коэффициенты. Коэффициент - цифра в химической записи, которая ставится перед формулой и показывает число отдельных атомов, молекул или формульных единиц.

Пример:

O - один атом кислорода, коэффициента нет.

3H₂ - три молекулы водорода, каждая из которых состоит из двух атомов химического элемента водорода.

10H₂SO₄ - десять молекул серной кислоты, содержащих по два атома водорода, одному атому серы и по четыре атома кислорода.

2Mg(OH)2 - две формульные единицы гидроксида магния, состоящие из одного атома магния, двух атомов кислорода и двух атомов водорода.

Рациональная формула. Похожа на молекулярную

В рациональных формулах выделяются группы атомов, характерные для классов химических соединений. Например, для спиртов выделяется группа -ОН. При записи рациональной формулы такие группы атомов заключаются в круглые скобки (ОН). Количество повторяющихся групп обозначаются числами в формате нижних индексов, которые ставятся сразу за закрывающей скобкой. Квадратные скобки применяются для отражения структуры комплексных соединений. Например, К₄[Co(CN)₆] — гексацианокобальтат калия.

Рациональные формулы часто встречаются в полуразвернутом виде, когда часть одинаковых атомов показывается по отдельности для лучшего отражения строения молекулы вещества.

Этанол

· Простейшая формула С₂Н₆О

· Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: С₂Н₆О

· Рациональная формула: С₂Н₅ОН

· Рациональная формула в полуразвернутом виде: СН₃СН₂ОН

Структурная формула(имеет смысл для соединений с ковалентной связью) - запись, отображающая химическое строение (структуру) молекулы, составленная из символов химических элементов и специальных знаков (черточек), обозначающих число связей в соответствии с их валентностью.

Структурная формула метана, этана, пропана, бутана

Используют сокращенные структурные формулы

Ковалентные связи указываются с помощью валентных штрихов, каждый из которых обозначает электронную пару.

Триметафосфорная кислота.Простейшая формула – HPO₃, молекулярная формула – H₃P₃O₉, структурная формула

	водород		метан
	оксид азота (II)
	азот
	ацетилен
	этилен		муравьиная кислота

Сокращённая структурная формула – структурная формула, в которой группы атомов соединяются без воспроизведения содержащихся в них ковалентных связей (используется главным образом применительно к органическим веществам).


масляная (бутановая)	кислота C₃H₇COOH
	или С₆Н₅ - СНО бензальдегид

Для составления графической (структурной) формулы вещества необходимо:

· Определить валентность всех химических элементов, образующих вещество.

· Записать знаки всех химических элементов, образующих вещество, каждый в количестве, равном числу атомов данного элемента в молекуле.

· Соединить знаки химических элементов черточками. Каждая черточка обозначает электронную пару, осуществляющую связь между химическими элементами и поэтому одинаково принадлежит обоим элементам.

· Число черточек, окружающих знак химического элемента, должно соответствовать валентности этого химического элемента.

· При составлении формул кислородсодержащих кислот и их солей атомы водорода и атомы металлов связываются с кислотообразующим элементом через атом кислорода.

· Атомы кислорода соединяют друг с другом только при составлении формул пероксидов.

Валентный штрих (валентная чёрточка) показывает наличие между атомами ковалентной связи

В молекуле серы 8 атомов серы образуют восьмичленный цикл, в котором каждый атом серы связан с двумя другими атомами простыми связями. Сравните структурную формулу серы с объемной моделью ее молекулы, показанной на рис. 3. Обратите внимание на то, что структурная формула серы не передает форму ее молекулы, а показывает только последовательность соединения атомов ковалентными связями.

Структурная формула фосфорной кислоты показывает, что в молекуле этого вещества один из четырех атомов кислорода связан только с атомом фосфора двойной связью, а атом фосфора, в свою очередь, связан еще с тремя атомами кислорода простыми связями. Каждый из этих трех атомов кислорода, кроме того, связан простой связью с одним из трех имеющихся в молекуле атомов водорода.

Примеры графических формул

Электронная формула - структурная формула для какого-либо химического соединения, в которой представлены также валентные электроны, не участвующие в ковалентных связях. Неподелённые пары электронов в электронной формуле обозначаются двумя точками, неспаренные электроны - одной точкой.

Пространственная формула - химическая формула, составленная из символов элементов и специальных знаков, отражающих строение данного вещества, включая взаимное пространственное расположение атомов в молекулах этого вещества (или других сложных частицах).

Объёмная модель молекулы метана с его пространственной, структурной и молекулярной формулой:

CH₄

Пространственная формула пропана.


вода	цис-бутен-2	α-D-глюкопираноза

Пространственная формула пероксида водорода

При проекции на плоскость бумаги получается проекционная формула.

Формулы Хеуорса. Альтернативный способ изображения циклических структур моносахаридов известен как проекции Хеуорса и назван так в честь английского химика Уолтера Хеуорса (нобелевский лауреат, 1937 г.). В формулах Хеуорса пяти- и шестичленные циклические молекулы представляют в виде плоских пяти- или шестиугольников, расположенных как бы перпендикулярно плоскости листа бумаги. Группы, присоединенные к углеродам кольца, располагают над или под плоскостью кольца и параллельно плоскости листа бумаги. Проекции Хеуорса - и -пиранозных форм D-глюкозы показаны ниже.

Примеры формул разных типов для некоторых веществ

Название	Химические формулы
вещества	Простейшая	Молекулярная	Структурная	Пространственная
Водород	H	H₂	H-----H	H-----H
Белый фосфор	P	P₄
Алмаз	C	—	?	—
Железо	Fe	—	—	—
Хлороводород	HCl	HCl	H-----Cl	H-----Cl
Хлорид натрия	NaCl	—	?	—
Гидроксид натрия	NaOH	—	?	—
Формальдегид	CH₂O	CH₂O
Уксусная кислота	CH₂O	C₂H₄O₂
Метилформиат	CH₂O	C₂H₄O₂

Скелетная формула– структурная формула молекул органических веществ, когда символы атомов углерода и водорода, а также штрихи связей углерод – водород опускаются.


бензол	олеиновая кислота

https://www.youtube.com/watch?v=636CIM9o6Mo&ab_channel=%D0%91%D0%B5%D0%BB%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D0%B9%D0%9F%D0%B0%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%8C