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Chemische Formel
A chemische Formel ist eine einfache Weise des Ausdrückens von Informationen über Atome das setzen eine Einzelheit fest Chemikaliemittelund wie das Verhältnis zwischen jenen Atomen innen ändert chemische Reaktionen. Für molekulare Mittel es ist alias molekulare Formelund kennzeichnet jeden Bestandteil Element durch sein chemisches Symbol und zeigt die Zahl Atomen jedes Elements gefunden in jedem getrennt an Molekül von dem Mittel. Wenn ein Molekül mehr als ein Atom eines bestimmten Elements enthält, wird diese Quantität mit a angezeigt Tiefzeichen nach dem chemischen Symbol (obgleich 19. Jahrhundert häufig benutzte Hochzeichen anmeldet). Für Ionenmittel und andere nicht-molekulare Substanzen, die Tiefzeichen zeigen das Verhältnis der Elemente in an empirische Formel.
Dieses System für Schreiben chemische Formeln wurde vom 19. Jahrhundert Swedishchemiker erfunden Jons Jakob Berzelius.
Inhalt |
Molekulare und strukturelle Formel
Z.B. Methan, ein einfaches Molekül, das aus einem besteht Carbon Atom abgebunden bis vier Wasserstoff Atome, hat die chemische Formel:
- CH4
und Glukose mit sechs Kohlenstoffatomen, zwölf Wasserstoffatomen und -sechs Sauerstoff Atome hat die chemische Formel:
- C6H12O6.
Eine chemische Formel liefert Informationen über die Arten und die räumliche Anordnung für Bindungen in der Chemikalie obwohl sie nicht notwendigerweise das genaue spezifiziert Isomer. Z.B. äthan besteht aus zwei Kohlenstoffatomen, die miteinander einzeln-abgebunden werden, wenn jedes Kohlenstoffatom drei Wasserstoffatome hat, die zu ihm abgebunden werden. Seine chemische Formel kann als CH übertragen werden3CH3. In äthylen es gibt eine Doppelbindung zwischen den Kohlenstoffatomen (und folglich hat jeder Carbon nur zwei hydrogens), folglich kann die chemische Formel geschrieben werden: CH2CH2und die Tatsache, daß es eine Doppelbindung zwischen dem Carbon gibt, ist implizit, weil Carbon eine Wertigkeit von vier hat. Jedoch ist eine ausdrücklichere und korrektere Methode, H zu schreiben2C=CH2 oder kleiner allgemein H2C::CH2. Die zwei Linien (oder zwei Paare Punkte) zeigen an, daß eine Doppelbindung die Atome auf beiden Seiten von ihnen anschließt.
Eine dreifache Bindung kann mit drei Linien oder Paaren Punkten ausgedrückt werden, und wenn es Mehrdeutigkeit geben kann, können ein einspuriges oder ein Paar Punkte benutzt werden, um eine einzelne Bindung anzuzeigen.
Moleküle mit Mehrfachverbindungsstelle Funktionsgruppen das sind das selbe kann folgendermaßen ausgedrückt werden: (CH3)3CH. Jedoch deutet dieses eine andere Struktur von anderen Molekülen an, die mit den gleichen Atomen (Isomere) gebildet werden können. Die Formel (CH3)3CH deutet eine Kette von drei Kohlenstoffatomen an, wenn das mittlere Kohlenstoffatom zu einem anderen Carbon abgebunden ist (sehen Sie Bild von 4 Atomen des Carbons „C“),
und die restlichen Bindungen auf dem Carbon ganz führend zu den Wasserstoffatomen (Wasserstoffatome werden nicht im Bild gezeigt). Jedoch die gleiche Zahl Atomen (10 hydrogens und 4 Carbon oder C4H10) kann verwendet werden, eine gerade Kette zu bilden: CH3CH2CH2CH3.
Das Alken but-2-ene hat zwei Isomere, die die chemische Formel CH3CH=CHCH3 kennzeichnet nicht. Die relative Position der zwei Methyl- Gruppen muß durch die zusätzliche Darstellung angezeigt werden, die bezeichnet, ob die Methyl- Gruppen auf der gleichen Seite der Doppelbindung sind (diesseits oder Z) oder auf den gegenüberliegenden Seiten von einander (Transport oder E).
Polymer-Plastiken
Für Polymer-Plastiken, werden Klammern um die wiederholende Maßeinheit gesetzt. Z.B. a Kohlenwasserstoff Molekül, das wie beschrieben wird: CH3(CH2)50CH3, ist ein Molekül mit 50 wiederholenden Maßeinheiten. Wenn die Zahl des Wiederholens der Maßeinheiten unbekannt oder variabel ist, der Buchstabe n kann verwendet werden, dieses anzuzeigen: CH3(CH2)nCH3.
Ionen
Für Ionen, kann die Aufladung auf einem bestimmten Atom mit einem rechten Hochzeichen bezeichnet werden. Z.B. Na+oder Cu2+. Die Gesamtaufladung auf einem belasteten Molekül oder einem a polyatomic Ion kann auch auf diese Art gezeigt werden. Z.B.: hydronium, H3O+ oder Sulfat, SO42-.
Für kompliziertere Ionen sind Haltewinkel [] häufig benutzt, die Ionenformel, als innen zu umgeben [B12H12]2-. Klammern () können innerhalb der Haltewinkel genistet werden, um eine wiederholende Maßeinheit, als innen anzuzeigen [Co (NH3)6]3+. Hier (NH3)6 zeigt an, daß das Ion sechs NH enthält3 Gruppen und [] umgibt die gesamte Formel des Ions mit Aufladung +3.
Isotope
Obgleich Isotope seien Sie zu relevanter Kernchemie oder beständiges Isotop Chemie als zur herkömmlichen Chemie, unterschiedliche Isotope kann mit einem linkem angezeigt werden Hochzeichen in einer chemischen Formel. Z.B. ist das Phosphation, das radioaktives phosphorus-32 enthält 32PO43-. Auch eine Studie, die beständige Isotopverhältnisse mit einbezieht, konnte das Molekül mit einschließen 18O16O.
Ein linkes Tiefzeichen wird manchmal verwendet, um überflüssig anzuzeigen Ordnungszahl. Z.B., 8O2 für dioxygen und 168O2 für die reichlich vorhandenste isotopische Sorte von dioxygen. Dieses ist bequem, wenn man Gleichungen für schreibt Kernreaktionen, zwecks die Balance der Aufladung offenbar zeigen.
Empirische Formel
In Chemie, empirische Formel von einer Chemikalie ist ein einfacher Ausdruck der relativen Zahl jeder Art Atom oder des Verhältnisses der Elemente im Mittel. Empirische Formeln sind der Standard für Ionenmittel, wie CaCl2und für Makromoleküle, wie SiO2. Eine empirische Formel nimmt keinen Bezug auf isomerism, Struktur oder absolute Zahl der Atome. Die Bezeichnung empirisch bezieht sich den auf Prozeß von elementare Analyse, eine Technik von analytische Chemie verwendete, den relativen Prozentaufbau einer reinen chemischen Substanz durch Element festzustellen.
Z.B. Hexan hat eine molekulare Formel von C6H14oder strukturell CH3CH2CH2CH2CH2CH3, andeutend, daß es eine Kettenstruktur von 6 hat Carbon Atome und 14 Wasserstoff Atome. Jedoch ist die empirische Formel für Hexan C3H7. Ebenso die empirische Formel für Wasserstoffperoxid, H2O2, einfach ist HO, welches das 1:1 Verhältnis der Teilelemente ausdrückt.
Aufgefangene Atome
Das @ Symbol („an“) zeigt ein Atom oder ein Molekül an, die eingeschlossen werden, innerhalb eines Rahmens aber nicht chemisch ihm gesprungen sind. Diese Darstellung wurde in den neunziger Jahren mit der Entdeckung von populär fullerene Rahmen, die Atome wie La einschließen können, um La@C zu bilden60 oder La@C82 z.B. Ein non-fullerene Beispiel ist [As@Ni12Wie20]3-, in dem ein Ion eins, wie Atom in einem Rahmen eingeschlossen wird, der durch die anderen 32 Atome gebildet wird.
Nicht-stöchiometrische Formeln
Hauptartikel: Nicht-stöchiometrisches Mittel
Chemischer Gebrauch der Formeln häufig Ganzzahlen für jedes Element. Jedoch gibt es eine vollständige Kategorie Mittel, benannt nicht-stöchiometrische Mittel, kann das nicht durch kleine Ganzzahlen dargestellt werden. Solch eine Formel konnte das Verwenden geschrieben werden Dezimalbrüche, wie in F.E.0.95O oder es konnten ein variables Teil einschließen, das durch einen Buchstaben, wie in F.E. dargestellt wurde1 xO, wo x normalerweise viel weniger als 1 ist.
Allgemeine Formen für organische Mittel
Die chemische Formel, die für eine Reihe Mittel verwendet wird, die von einander durch eine konstante Maßeinheit sich unterscheiden, wird benannt allgemeine Formel. Solch eine Reihe wird genannt übereinstimmende Reihe, während seine Mitglieder Homologe angerufen werden. Hügelsystem ist eine allgemeine Versammlung für Schreiben und Sortierenformeln.
Hügel-System
Hügelsystem ist ein System des Schreibens chemische Formeln so daß die Zahl von Carbon Atome in a Molekül wird zuerst, die Zahl von angezeigt Wasserstoff Atome zunächst und dann die Zahl von aller anderer chemische Elemente nachher innen alphabetische Reihenfolge. Wenn die Formel keinen Carbon enthält, werden alle Elemente, einschließlich Wasserstoff, alphabetisch verzeichnet.
Hinweise
Ralph S. Petrucci, William S. Harwood und F. Geoffrey Heringe, Allgemeine Chemie, 8. Ausgabe (Lehrling-Hall 2002), Kapitel 3.
Sehen Sie auch
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