Kemiskolan - gratis kurs och test på nätet

Kemiska ämnesformler

Joner med positiv laddning dras till joner med negativ laddning och bildar jonföreningar. Ett exempel är kalciumoxid CaO. Om kalcium bildar jonförening med de envärt negativa kloridjonerna Cl^- behövs två kloridjoner för att neutralisera kalciumjonernas tvåvärt positiva laddning så att summaladdningen blir noll. Formeln för kalciumklorid blir CaCl₂. Jonföreningar innehåller alltid joner i ett antalsförhållande så att summaladdningen blir 0. Detta ger föreningens formel t ex Na⁺Cl^-, Ca²⁺Cl^-₂,
Ca²⁺O^2-. Man brukar inte sätta ut laddningarna i ämnets formel så som det, av tydlighetsskäl, är gjort här.

Ämnets formel anger jonernas mängdförhållande eller antalsförhållande. En jon i en kemisk förening kan därför beskrivas enligt följande:

Oftast utelämnas masstal, atomnummer och laddning som i exemplet med kalciumklorid ovan. Man utelämnar också siffran 1 i antalsförhållandet då denna anses underförstådd. I ämnets formel ska alltid anges det minsta heltalsförhållandet mellan de ingående jonerna. En sådan formel kallas en empirisk formel. Formeln Ca₂Cl₄ för kalciumklorid är således felaktig även om mängdförhållandena 2:4 = 1:2 är rätt.

En formelenhet av ett ämne avser exakt så många atomer eller joner som ingår i ämnets formel. I kalciumklorid således en joniserad kalciumatom och två joniserade kloratomer.

Massan för en formelenhet av ett ämne beräknas genom att man lägger samman atommassorna för alla i formelenheten ingående atomer

Kemiska föreningar som liksom kalciumklorid är uppbyggda av joner kallas jonföreningar. Kemiska föreningar kan också vara uppbyggda av atomer som inte är joner. Sådana föreningar kallas molekylföreningar. Exempel på kemiska molekylföreningar är vatten, H₂O, och metan, CH₄.

Förutom molekylföreningens empiriska formel som anger enklaste heltalsförhållande mellan ämnets atomer t ex CH₃ har molekylföreningar också en molekylformel som anger antalet atomer av varje slag i en molekyl t ex C₂H₆. I en molekylförening är alla bindningar inte är lika starka. I C₂H₆ som är etan binds två kolatomer, C, och sex väteatomer, H, extra starkt till varandra. Dessa bindningar bryts inte ens då ämnet är i gasform. Sådana små ämnesenheter som C₂H₆ i etan kallas molekyler.

För molekylföreningar gäller att formelmassa också kallas molekylmassa.

Det finns en strävan för alla atomer att få ädelgasstruktur som innebär att det är två eller åtta elektroner i det yttersta skalet. Om det är åtta elektroner säger man att atomen har fått en oktett. Ädelgasstruktur kan atomen få genom att avge eller ta upp en eller flera elektroner så att joner bildas. Ett annat sätt är att dela på valenselektronerna så att alla atomer får ädelgasstruktur. Så är fallet i molekylerna. Man kan rita ut valenselektronerna i en molekyl för att få en uppfattning om hur de olika atomerna sitter samman. Det kallas att rita en elektronformel. Här är några exempel:

H : H väte och O :: C :: O koldioxid och H : C ::: C : H etyn

Vi kan nu sammanfatta följande regler för bestämning av ämnets formel:

• Jonföreningar. Strävan efter ädelgasstruktur ger jonernas laddning, alkalimetallerna får laddningen + och de alkaliska jordartsmetallerna får laddningen 2+, halogenerna får laddningen - och kalkogenerna får
  laddningen 2-. Exempel är Na⁺, Ca²⁺, Cl^- och O^2-. Summaladdningen i jonföreningen ska vara 0.

• Molekylföreningar. Strävan efter ädelgasstruktur gör att atomerna delar på ett eller flera bindande elektronpar vilket bildas av valenselektronerna. I molekylens elektronformel ritas dessa ut. Exempel är H₂, Cl₂, CH₄, C₂H₆, CO₂ och C₂H₂.

Följande regler gäller när vi ska ge namn på jonföreningar och andra oorganiska föreningar:

• Jonföreningars namn börjar med den positiva jonens namn och slutar med den negativa jonens namn t ex natriumklorid NaCl och kalciumklorid CaCl₂

• Negativa atomjoner slutar på -id. Positiva atomjoner namnges som atomen

• Molekylföreningar namnges som jonföreningar fast med grekiska räkneord mono, di, tri, tetra, penta, ... t ex kolmonoxid CO och koldioxid CO₂

• Sammansatta joner (molekyljoner) har egennamn t ex ammonium NH₄⁺, sulfat SO₄^2- och hydroxid OH^-

• I framför allt jonföreningar anges ibland oxidationstal (= jonens laddning) i namnet t ex koppar(I)oxid Cu₂O och koppar(II)oxid CuO

• Vatten som löst sig i den fasta jonkristallen kallas kristallvatten och namnges som hydrat t ex kopparsulfatpentahydrat CuSO₄×5H₂O

Namngivning av organiska ämnen, varmed avses de flesta föreningar mellan kol och väte och eventuellt något eller några andra element, följer andra regler som inte tas upp här.

Denna sida finns på Kemiskolan på Chemistry for Free (www.chem4free.info)