Химические формулы

Формула — рецепт вещества

Химическая формула показывает, из атомов каких элементов состоит вещество и сколько этих атомов. H₂O, CO₂, NaCl — за каждой такой записью прячется точный рецепт. Научишься читать формулы — и половина заданий контрольной перестанет тебя пугать.

Разберём воду H₂O. H — символ водорода. Маленькая цифра 2 внизу справа — это индекс: он показывает, сколько атомов стоящего перед ним элемента. Водорода два атома. O — символ кислорода; индекса нет — значит, кислорода один атом (единицу не пишут).

• CO₂ (углекислый газ) — один атом углерода и два атома кислорода.
• NaCl (поваренная соль) — один атом натрия и один атом хлора.
• H₂SO₄ (серная кислота) — два атома водорода, один атом серы, четыре атома кислорода.

Главное правило чтения: индекс относится только к тому символу, сразу после которого он стоит.

Индекс и коэффициент — два разных вида цифр

Это самое важное место всей темы: именно здесь теряют больше всего баллов. Коэффициент — большая цифра перед всей формулой. Она показывает, сколько молекул мы взяли, и умножается на каждый элемент формулы. В записи 2H₂O коэффициент 2 говорит: у нас две молекулы воды.

Простое отличие: индекс — маленький и внизу, коэффициент — большой и спереди. Индекс меняет саму формулу вещества, а коэффициент — только количество молекул. Три молекулы воды — это 3H₂O, а не «H₆O₃»: количество меняем коэффициентом, а не индексами.

Видишь: H₂ и 2H дают одинаковое число атомов (по два), но смысл разный — в одном случае это связанная молекула, в другом два отдельных атома. Химия к таким мелочам очень внимательна. Подсчёт атомов в 2H₂O выглядит так:

Скобки в формуле

Скобки работают как в математике: индекс за скобкой относится ко всему, что внутри.

Дано: Ca(OH)₂ — гашёная известь. Решение: Ca — один атом кальция. Группа (OH) взята 2 раза, потому что индекс 2 стоит за скобкой. Значит, кислорода 2 атома и водорода 2 атома. Итого: один кальций, два кислорода, два водорода.

Формулы посложнее устроены так же. В сульфате алюминия Al₂(SO₄)₃ группа (SO₄) взята 3 раза: индекс за скобкой умножает каждый элемент внутри скобки. Алюминия два атома (индекс 2), серы 3 × 1 = 3 атома. Кислород по этому же правилу посчитаешь сам — в задаче ниже.

Разбор формул по шагам

Пример 1. Аммиак NH₃. Символов два: N (азот) и H (водород). У азота индекса нет — один атом. У водорода индекс 3 — три атома. Один азот и три водорода, элементов два — вещество сложное.

Пример 2. Три молекулы аммиака 3NH₃. Коэффициент 3 умножается на всё: азота 3 × 1 = 3 атома, водорода 3 × 3 = 9 атомов. Сама формула вещества не изменилась — изменилось только число молекул.

Пример 3. Карбонат кальция CaCO₃ — это мел и мрамор. Кальция один атом, углерода один, кислорода три. Итого пять атомов в формуле, три разных элемента — вещество сложное.

Во всех примерах порядок один: иди по формуле слева направо, к каждому символу приписывай его индекс, а потом умножай на коэффициент, если он есть. Освоишь этот порядок — и любая формула станет читаемой.

Частые ошибки

• Путают индекс и коэффициент. H₂ — одна молекула из двух атомов; 2H — два отдельных атома водорода. Записи разные, смысл разный.
• Забывают, что коэффициент умножается на всё. В 2H₂SO₄ на 2 умножается каждый элемент, а не только первый.
• Неправильно считают атомы в скобках. В Ca(OH)₂ индекс 2 относится и к O, и к H, а не только к H.
• Пишут единицу как индекс. Один атом обозначают просто символом: O, а не «O₁».
• Меняют количество вещества индексом вместо коэффициента. Три молекулы воды — это 3H₂O, а не «H₆O₃».
• Пишут вторую букву символа заглавной. Правильно Na, Cl, Ca, а не NA, CL, CA: первая буква заглавная, вторая строчная.