Најважније из лекције
Ковалентна једињења (молекули): Приказују се електронским структурним (тачкице), структурним (цртице) или молекулским формулама (симболи са индексима).
Коефицијент vs. Индекс: У запису \(2\text{H}_2\text{O}\), коефицијент 2 означава 2 молекула воде, а индекс 2 означава да сваки молекул има 2 атома водоника (индекс 1 уз кисеоник се не пише).
Елементи у природи: Метали, племенити гасови и угљеник се пишу хемијским симболима (\(\text{Fe}, \text{He}, \text{C}\)), док се остали неметали пишу као молекули (\(\text{H}_2, \text{O}_2, \text{N}_2, \text{Cl}_2, \text{P}_4, \text{S}_8\)).
Јонска једињења: Граде кристалне решетке и приказују се формулском јединком (нпр. \(\text{NaCl}\), \(\text{CaCl}_2\)), где је укупно наелектрисање катјона и анјона једнако нули.
Коефицијент vs. Индекс: У запису \(2\text{H}_2\text{O}\), коефицијент 2 означава 2 молекула воде, а индекс 2 означава да сваки молекул има 2 атома водоника (индекс 1 уз кисеоник се не пише).
Елементи у природи: Метали, племенити гасови и угљеник се пишу хемијским симболима (\(\text{Fe}, \text{He}, \text{C}\)), док се остали неметали пишу као молекули (\(\text{H}_2, \text{O}_2, \text{N}_2, \text{Cl}_2, \text{P}_4, \text{S}_8\)).
Јонска једињења: Граде кристалне решетке и приказују се формулском јединком (нпр. \(\text{NaCl}\), \(\text{CaCl}_2\)), где је укупно наелектрисање катјона и анјона једнако нули.
Електронске структурне формуле – приказују распоред свих атома и њихових валентних електрона у молекулу. Електрони се означавају тачкицама (један заједнички електронски пар представља једну ковалентну везу).
Структурне формуле – приказују просторни распоред и повезаност атома у молекулу, при чему се ковалентне везе представљају цртицама (\(-\) једнострука, \(=\) двострука, \(\equiv\) трострука веза).
Молекулске формуле – најједноставнији приказ који коришћењем хемијских симбола и индекса одређује тачан број и врсту атома у једном молекулу.
Упоредни приказ различитих формула истих супстанци:
| Назив супстанце | Електронска структурна | Структурна | Молекулска |
|---|---|---|---|
| Водоник | \(\text{H}:\text{H}\) | \(\text{H}-\text{H}\) | \(\text{H}_2\) |
| Вода | \(\begin{array}{c} \cdot\cdot \\ :\text{O}:\text{H} \\ \cdot\cdot \\ \text{H} \end{array}\) | \(\begin{array}{c} \text{O}-\text{H} \\ | \\ \text{H} \end{array}\) | \(\text{H}_2\text{O}\) |
| Угљен-диоксид | \(:\ddot{\text{O}}::\text{C}::\ddot{\text{O}}:\) | \(\text{O}=\text{C}=\text{O}\) | \(\text{CO}_2\) |
| Метан | \(\begin{array}{c} \text{H} \\ \cdot\cdot \\ \text{H}:\text{C}:\text{H} \\ \cdot\cdot \\ \text{H} \end{array}\) | \(\begin{array}{c} \text{H} \\ | \\ \text{H}-\text{C}-\text{H} \\ | \\ \text{H} \end{array}\) | \(\text{CH}_4\) |
На основу структурне формуле амонијака:
\[ \begin{array}{c} \text{H}-\text{N}-\text{H} \\ | \\ \text{H} \end{array} \]
напиши његову молекулску формулу.
Молекул садржи један атом азота (\(\text{N}\)) и три атома водоника (\(\text{H}\)).
Молекулска формула је \(\text{NH}_3\).
Молекулска формула је \(\text{NH}_3\).
Индекс – мали број записан у доњем десном углу иза хемијског симбола. Показује колико има атома тог елемента у једном молекулу или формулској јединки. Индекс 1 се никада не пише.
Коефицијент – велики број написан испред хемијске формуле. Показује укупан број молекула или формулских јединки. Коефицијент 1 се не пише.
\[ \mathbf{3\text{O}_2} \]
3 = коефицијент (три молекула), \(\text{O}\) = симбол кисеоника, 2 = индекс (два атома у молекулу)
Укупан број атома рачуна се множењем коефицијента и индекса: \(3 \cdot 2 = 6\text{ атома кисеоника}\).
Укупан број атома рачуна се множењем коефицијента и индекса: \(3 \cdot 2 = 6\text{ атома кисеоника}\).
Разликујте:
- \(\text{O}\) – један слободан атом кисеоника
- \(\text{O}_2\) – један молекул кисеоника (састављен од 2 везана атома)
- \(2\text{O}\) – два одвојена атома кисеоника
- \(2\text{O}_2\) – два молекула кисеоника (укупно 4 атома кисеоника)
Облик у коме се елементи налазе у природи на собној температури одређује да ли се записују симболом или молекулском формулом.
| Група елемената | Како се записују? | Примери |
|---|---|---|
| Метали и племенити гасови | Хемијским симболима (не граде мале молекуле) | \(\text{Na}\), \(\text{K}\), \(\text{Ca}\), \(\text{Mg}\), \(\text{Al}\), \(\text{Fe}\), \(\text{Cu}\), \(\text{He}\), \(\text{Ne}\), \(\text{Ar}\) |
| Неметали | Молекулским формулама (налазе се као молекули) |
Двоатомски: \(\text{H}_2\), \(\text{O}_2\), \(\text{N}_2\), \(\text{F}_2\), \(\text{Cl}_2\), \(\text{Br}_2\), \(\text{I}_2\)
Вишеатомски: \(\text{P}_4\), \(\text{S}_8\) |
Угљеник (\(\text{C}\)) је неметал који гради џиновске кристалне решетке са огромним бројем повезаних атома, па се из практичних разлога увек записује хемијским симболом \(\text{C}\), а не молекулском формулом.
Ознака јона – састоји се од симбола хемијског елемента и његовог наелектрисања у горњем десном углу (нпр. катјони: \(\text{Na}^+\), \(\text{Mg}^{2+}\), \(\text{Fe}^{3+}\); анјони: \(\text{Cl}^-\), \(\text{O}^{2-}\), \(\text{S}^{2-}\), \(\text{N}^{3-}\)).
Формулска јединка – најједноставнији однос броја катјона и анјона у јонској кристалној решетки који обезбеђује електронеутралност супстанце.
Супстанца са јонском везом је у целини електронеутрална: укупно позитивно наелектрисање мора бити једнако укупном негативном наелектрисању. Катјон (метал) се увек пише на првом месту.
Састављање формулске јединке:
- Натријум и хлор: \(\text{Na}^+\) и \(\text{Cl}^-\) (однос \(1:1\)) \(\rightarrow \mathbf{\text{NaCl}}\)
- Магнезијум и хлор: \(\text{Mg}^{2+}\) и \(\text{Cl}^-\) (потребна су два \(\text{Cl}^-\) да неутралишу један \(\text{Mg}^{2+}\)) \(\rightarrow \mathbf{\text{MgCl}_2}\)
- Гвожђе(\(\text{III}\)) и сумпор: \(\text{Fe}^{3+}\) и \(\text{S}^{2-}\) \(\rightarrow\) Најмањи заједнички садржалац за 3 и 2 је 6: \[ 2 \cdot (+3) + 3 \cdot (-2) = +6 - 6 = 0 \implies \mathbf{\text{Fe}_2\text{S}_3} \]
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Колико молекула представља запис \(4\text{CO}_2\) и колико укупно атома угљеника и кисеоника садржи тај запис?
- Коефицијент је 4, што значи да запис представља 4 молекула угљен-диоксида.
- Број атома угљеника (\(\text{C}\)): \(4 \cdot 1 = 4\) атома.
- Број атома кисеоника (\(\text{O}\)): \(4 \cdot 2 = 8\) атома.
Задатак 2 (средњи): Разврстај следеће супстанце у елементарном стању на оне које се записују хемијским симболом и оне које се записују молекулском формулом: бакар, азот, хлор, хелијум, сумпор, калцијум, угљеник.
- Хемијским симболима (метали, племенити гасови и угљеник): \(\text{Cu}\) (бакар), \(\text{He}\) (хелијум), \(\text{Ca}\) (калцијум), \(\text{C}\) (угљеник).
- Молекулским формулама (неметали): \(\text{N}_2\) (азот), \(\text{Cl}_2\) (хлор), \(\text{S}_8\) (сумпор).
Задатак 3 (средњи): Напиши формулске јединке јонских једињења насталих спајањем:
а) јона алуминијума (\(\text{Al}^{3+}\)) и јона хлора (\(\text{Cl}^-\))
б) јона натријума (\(\text{Na}^+\)) и јона кисеоника (\(\text{O}^{2-}\))
а) јона алуминијума (\(\text{Al}^{3+}\)) и јона хлора (\(\text{Cl}^-\))
б) јона натријума (\(\text{Na}^+\)) и јона кисеоника (\(\text{O}^{2-}\))
а) Да би збир наелектрисања био 0, на један јон \(\text{Al}^{3+}\) потребна су три јона \(\text{Cl}^-\):
\[ 1 \cdot (+3) + 3 \cdot (-1) = 0 \implies \mathbf{\text{AlCl}_3} \]
б) Да би збир наелектрисања био 0, на један јон \(\text{O}^{2-}\) потребна су два јона \(\text{Na}^+\):
\[ 2 \cdot (+1) + 1 \cdot (-2) = 0 \implies \mathbf{\text{Na}_2\text{O}} \]
Задатак 4 (тежак): Супстанца је представљена формулском јединком \(\text{Fe}_2\text{O}_3\). Ако је познато да кисеоник гради јон \(\text{O}^{2-}\):
а) Одреди наелектрисање јона гвожђа у овом једињењу и напиши његову јонску ознаку.
б) Напиши формулску јединку једињења које тај исти јон гвожђа гради са јоном брома (\(\text{Br}^-\)).
а) Одреди наелектрисање јона гвожђа у овом једињењу и напиши његову јонску ознаку.
б) Напиши формулску јединку једињења које тај исти јон гвожђа гради са јоном брома (\(\text{Br}^-\)).
а) У формули \(\text{Fe}_2\text{O}_3\) укупно негативно наелектрисање три јона кисеоника износи \(3 \cdot (-2) = -6\). Да би једињење било неутрално, два јона гвожђа морају имати укупно наелектрисање \(+6\), што значи да један јон гвожђа има наелектрисање \(+6 : 2 = +3\).
Ознака јона гвожђа је \(\text{Fe}^{3+}\).
б) Спајањем јона \(\text{Fe}^{3+}\) и \(\text{Br}^-\), потребно је три јона брома да неутралишу један јон гвожђа, па је формула \(\text{FeBr}_3\).
Ознака јона гвожђа је \(\text{Fe}^{3+}\).
б) Спајањем јона \(\text{Fe}^{3+}\) и \(\text{Br}^-\), потребно је три јона брома да неутралишу један јон гвожђа, па је формула \(\text{FeBr}_3\).
