Kemijska formula: definicija, zapis in primeri molekul

Kemijska formula je način, kako kemiki opišejo molekulo ali kemijsko spojino. V formuli je navedeno, kateri atomi so prisotni in v kakšnem številu. Včasih formula poda le sestavo (še posebej pri empiričnih in molekularnih formulah), včasih pa tudi način, kako so atomi med seboj povezani ali kako so razporejeni v prostoru (strukturne formule).

Črka označuje, kateri kemični element je posamezen atom. Pri tem velja pravilo pisave: prva črka simbolov elementov je velika, morebitna druga črka pa mala (npr. C za ogljik, Cl za klor). Spodnji indeks (subskript) kaže število atomov vsake vrste; če je prisoten le en atom določene vrste, subskript običajno izpustimo. Vodikov peroksid ima na primer formulo H₂O₂. Metan ima en atom ogljika (C) in štiri atome vodika; kemijska formula je CH₄. Molekula sladkorja glukoza ima šest atomov ogljika, dvanajst atomov vodika in šest atomov kisika, zato je njena kemijska formula C₆H₁₂O₆.

Vrste kemičnih formul

Molekularna formula pokaže točno število vseh atomov v molekuli (npr. C₆H₁₂O₆ za glukozo).
Empirična formula poda najmanjše razmerje med atomi v spojini (npr. za vodikov peroksid H₂O₂ je empirična formula HO; za glukozo C₆H₁₂O₆ pa je empirična CH₂O).
Strukturna formula prikaže povezanost atomov (vezave). Obstajajo polne Lewisove strukture, kondenzirane strukturne formule (npr. CH₃CH₂OH za etanol) in skeletne (opisne) formule, ki se pogosto uporabljajo v organski kemiji.
Ionske formule izražajo razmerje med kationi in anioni v ioničnih spojinah (npr. NaCl, CaCO₃ ali (NH₄)₂SO₄).
Hidrati vključujejo molekule vode, vezane v kristalni rešetki (npr. CuSO₄·5H₂O).

Pravila in oznake v zapisovanju

Če je v formulah večkrat ponovljena skupina atomov, uporabimo oklepaje, npr. Ca(OH)₂ ali (NH₄)₂CO₃.
Ko pišemo kemične enačbe, pred formule postavimo koeficiente za število molekul (npr. 2H₂ + O₂ → 2H₂O).
Za naboj ionov uporabljamo superskripte, npr. SO₄²⁻, Na⁺.
Izotopno označevanje: izotop elementa z maso A se zapiše kot ^AElement (npr. ¹⁴C za radioaktivni ogljik-14).

Uporaba kemičnih formul

Kemijske formule so ključne pri opisovanju kemijskih enačb za opis kemijskih reakcij, pri določanju molskih količin, pri izračunu molarnih mas (seštevek atomskih mas posameznih elementov pomnoženih s števili atomov) in pri napovedovanju lastnosti spojin. Z njihovo pomočjo lahko tudi razlikujemo izomere — spojine z enako molekularno formulo, a različno strukturo in lastnostmi (npr. C₂H₆O: etanol in dimetil eter).

Primeri formul

Voda: H₂O
Ogljikov dioksid: CO₂
Natrijev klorid (sol): NaCl
Sumporna kislina: H₂SO₄
Etilni alkohol (etanol), kondenzirana formula: C₂H₅OH ali CH₃CH₂OH
Hidrat bakrovega sulfata: CuSO₄·5H₂O

Kratek zgodovinski pregled

Švedski kemik Jöns Jacob Berzelius je v 19. stoletju razvil ta sistem za zapisovanje kemijskih formul, ki je poenotil uporabo simbolov elementov in števčnih oznak. Danes so pravila zapisa dodatno standardizirana in razširjena, še posebej zaradi razvoja organskih in koordinacijskih formul ter računalniškega prikaza struktur.

Če želite izvedeti več o posameznih vrstah zapisov (strukturne formule, skeletni zapisi, računalniški formati) ali o izračunu molarne mase in uporabi formul v računskih primerih, lahko nadaljujemo z razširitvijo teh tem.

iz 2 atomov vodika in 1 atoma kisika lahko nastane 1 molekula vode

Branje in pisanje formul

Kemijske formule so še en način za predstavitev števila atomov. Kemijske formule se uporabljajo za predstavitev vrst atomov v kombinaciji. Kemijske formule uporabljajo indeksne oznake, ki povedo, koliko posameznih atomov je prisotnih v kombinaciji. Podnapisi so majhne številke v spodnjem desnem kotu simbola. Predstavljajo število atomov tega elementa v enačbi. Pred pisanjem kemijskih formul zapišite simbol vsakega atoma, ki je prisoten v enačbi. Pisanje kemijske formule je način obveščanja o kemijski sliki. Najlažje jo je najti v periodnem sistemu. Periodni sistem je preglednica vseh dobro znanih elementov. Periodno tabelo uporabite za sklicevanje na podatek, ki si ga ne morete zapomniti.

Družine elementov

V periodnem sistemu so različni elementi. Vsak element ima svojo družino. Družina elementov je razporeditev elementov. Ta družina elementov ima skupne lastnosti. Delijo si enake značilnosti.

Elementi so prikazani po vrstnem redu. Vsak element je razvrščen v družine. Obstajajo tri glavne kategorije, kot so kovine, nekovine in polkovine. Vsaka družina elementov je prikazana po številu elektronov v zunanji lupini. Prikažejo lahko tudi enake lastnosti in valenčne elektrone.

Pet družin elementov

Sorodne strani

Kemijska enačba

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je kemijska formula?

O: Kemijska formula je prikaz, ki ga kemiki uporabljajo za opisovanje molekul. Opisuje, kateri atomi so prisotni v molekulah, koliko jih je od vsake vrste in včasih tudi, kako so atomi povezani ali razporejeni v prostoru.

V: Katere informacije vsebuje kemijska formula?

O: Kemijska formula vsebuje informacije o številu in vrsti atomov v molekuli. Prikaže lahko tudi, kako so atomi povezani ali razporejeni v prostoru.

V: Kaj so kemijski simboli?

O: Kemijski simboli so kratice za vsak kemijski element. Običajno so dolgi eno ali dve črki in predstavljajo vrsto atoma v molekuli.

V: Kako je v kemijski formuli predstavljeno število atomov posamezne vrste?

O: Število atomov vsake vrste je v kemijski formuli predstavljeno s pomočjo indeksov. Indeks sledi kemijskemu simbolu in označuje število atomov tega elementa v molekuli.

V: Ali lahko kemijska formula pokaže, kako so atomi povezani v molekuli?

O: Da, kemijska formula lahko pokaže, kako so atomi povezani v molekuli. To je pogosto prikazano s črtami ali oklepaji, ki označujejo razporeditev atomov v molekuli.

V: Kdo je razvil sistem za zapisovanje kemijskih formul?

O: Sistem za pisanje kemijskih formul je razvil Jöns Jacob Berzelius, švedski kemik, ki je živel v 19. stoletju.

V: Kakšna je kemijska formula za glukozo?

O: Kemijska formula za glukozo je C6H12O6, kar pomeni, da ima šest atomov ogljika, dvanajst atomov vodika in šest atomov kisika.