Химическая формула
Химическая формула — это способ представления информации о химических пропорциях атомов , составляющих конкретное химическое соединение или молекулу, с использованием символов химических элементов , чисел, а иногда и других символов, таких как скобки, тире, квадратные скобки, запятые и плюс (+ ) и минус (-). Они ограничены одной типографской строкой символов, которая может включать нижние и верхние индексы . Химическая формула не является химическим названием и не содержит слов. Хотя химическая формула может подразумевать определенные простые химические структуры, это не то же самое, что полная химическая структурная формула .. Химические формулы могут полностью указать структуру только простейших молекул и химических веществ и, как правило, более ограничены в силе, чем химические названия и структурные формулы.
Простейшие типы химических формул называются эмпирическими формулами , в которых используются буквы и цифры, обозначающие числовые пропорции атомов каждого типа. Молекулярные формулы указывают простые числа атомов каждого типа в молекуле без информации о структуре. Например, эмпирическая формула глюкозы — CH 2 O (в два раза больше атомов водорода , чем углерода и кислорода ), а ее молекулярная формула — C 6 H 12 O 6 (12 атомов водорода, по шесть атомов углерода и кислорода).
Иногда химическая формула усложняется тем, что ее записывают как сокращенную формулу (или сокращенную молекулярную формулу, иногда называемую «полуструктурной формулой»), которая передает дополнительную информацию о конкретных способах, которыми атомы химически связаны друг с другом, либо в ковалентной связи , ионные связи или различные комбинации этих типов. Это возможно, если соответствующую связь легко показать в одном измерении. Примером может служить сокращенная молекулярная/химическая формула этанола , которая представляет собой CH 3 -CH 2 -OH или CH 3 CH 2ОЙ. Однако даже сокращенная химическая формула обязательно ограничена в своей способности демонстрировать сложные отношения связи между атомами, особенно атомами, имеющими связи с четырьмя или более различными заместителями .
Поскольку химическая формула должна быть выражена в виде одной строки символов химических элементов , она часто не может быть столь же информативной, как истинная структурная формула, которая является графическим представлением пространственных отношений между атомами в химических соединениях (см., например, рисунок для бутана). структурную и химическую формулы справа). По причинам структурной сложности одна сокращенная химическая формула (или полуструктурная формула) может соответствовать разным молекулам, известным как изомеры . Например , молекулярная формула глюкозы C 6 H 12 O 6 аналогична ряду других сахаров , включая фруктозу , галактозу .и манноза . Существуют линейные эквивалентные химические названия , которые могут и действительно определяют однозначно любую сложную структурную формулу (см. Химическую номенклатуру ), но такие названия должны использовать много терминов (слов), а не простые символы элементов, числа и простые типографские символы, которые определяют химическую формулу. .
Химические формулы могут использоваться в химических уравнениях для описания химических реакций и других химических превращений, таких как растворение ионных соединений в растворе. Хотя, как уже отмечалось, химические формулы не обладают всей силой структурных формул, чтобы показать химические отношения между атомами, их достаточно, чтобы отслеживать количество атомов и количество электрических зарядов в химических реакциях, тем самым уравновешивая химические уравнения так, чтобы эти уравнения может использоваться в химических задачах, связанных с сохранением атомов и сохранением электрического заряда.
