الجدول الدوري والعناصر الكيميائيةالعلومالكيمياء

الصيغة الكيميائية ومفهومها

في الواقع يوجد هناك أكثر من 100 عنصر مختلف والذي يتكون من ذرات، ويمكن تقسيم العناصر إلى معادن وغير فلزية، وتستخدم الرموز والصيغ الكيميائية من أجل تمثيل العناصر والمركبات، هناك ما يعرف بالصيغة الكيميائية، وهي عبارة عن عدة أنواع من التعبيرات لتكوين أو تركيب المركبات الكيميائية، ومن الأشكال الشائعة هي الصيغ التجريبية والجزيئية والهيكلية والإسقاطية.

 

الصيغ الكيميائية

 

  • تذكر أننا نستخدم الرموز الكيميائية للدلالة على العناصر، مثلا يرمز C إلى الكربون ويرمز للأكسجين بالرمز O و Na الصوديوم وهكذا، بالنسبة للجزيء نستخدم الرموز الكيميائية للذرات التي يحتوي عليها لكتابة صيغته، مثلا صيغة أول أكسيد الكربون هي CO، وتخبرك أن كل جزيء من أول أكسيد الكربون يتكون من ذرة كربون واحدة مرتبطة بذرة أكسجين واحدة.

 

  • يجب أن تتوخى الحذر عند كتابة الرموز والصيغ الكيميائية، وكن حذرًا بشأن وقت استخدام الأحرف الكبيرة، مثلا CO يعني جزيء أول أكسيد الكربون لكن Co هو رمز لعنصر الكوبالت.

 

  • الصيغة والصيغ، كلمة “الصيغ” هي صيغة الجمع “الصيغة”، إذا كان لدينا أكثر من صيغة واحدة فإننا لا نقول الصيغة بل نقول الصيغ.

 

  • صيغة المادة هي نفسها دائمًا، حيث أن جميع المركبات تمتلك تركيبة محددة، مثلا يحتوي جزيء الماء دائمًا على ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة، ولا يمكن أن يكون جزيء ماء إذا كان لديه أعداد مختلفة من هذه الذرات، كما أن صيغة الماء هي دائمًا H2O.

 

  • الأرقام في الصيغ: تستخدم الأرقام لإظهار متى يحتوي الجزيء على أكثر من ذرة واحدة من العنصر، الأرقام مكتوبة أسفل رمز العنصر، مثلا حامض الكبريتيك يمتلك الصيغة الكيميائية H2SO4.

 

الصيغة العامة

 

  • الصيغة العامة هي نوع من أنواع المعادلة التجريبية، والتي تبين تكوين أي عنصر من المركبات، وكل عضو في الهيدروكربونات مثلا يتكون من عنصر الهيدروجين وعنصر الكربون ودائما عدد ذرات الهيدروجين يكون اثنين أو أكثر من ضعف عدد الكربون، و n تعني “أي رقم” فإن الصيغة العامة لهذه الفئة هي بالتالي CnH2n + 2.

 

الصيغة التجريبية

 

  • تتكون الصيغة التجريبية من رموز تمثل عناصر في مركب ما مثل Na للصوديوم و S للكبريت، بالإضافة إلى علامات فرعية تشير إلى العدد النسبي للذرات لكل عنصر مكون، ويتم تمثيل الماء بالصيغة التجريبية H2O مما يدل على أن المادة تحتوي على ذرتين من الهيدروجين (H2) لكل ذرة من الأكسجين (O).

 

  • بعض الصيغ تكون أكثر تعقيدًا، مثلا صيغة كبريتات الصوديوم هي Na2SO4 تخبرك أن كبريتات الصوديوم تحتوي على ذرتين من الصوديوم (Na2) وذرة كبريت واحدة (S) وأربع ذرات أكسجين (O4).

 

  • وتُستخدم عادة الصيغ التجريبية من أجل تمثيل المواد ذات البنية الجزيئية غير المحددة أو المواد غير المكونة من كيانات جزيئية عادية مثلا كلوريد الصوديوم والذي يتكون من أيونات، للتعبير عن التركيب الكيميائي للجزيئات الفردية لمادة يتم استخدام الصيغة الجزيئية، وعلى سبيل المثال تذكر الصيغتان الجزيئيتان C2H4 و C3H6 للإيثيلين والبروبيلين على التوالي عدد ونوع كل ذرة موجودة في جزيء كل مادة، في المقابل كل من الإيثيلين والبروبيلين لهما نفس الصيغة التجريبية CH2 لأن كلاهما يتكون من ذرات كربون وهيدروجين بنسبة 1 إلى 2، وفي بعض الحالات مثل الماء يمكن للصيغ التجريبية والجزيئية للمادة تكون متطابقة.

 

الصيغة الهيكلية أو البنائية

 

تحدد الصيغ البنائية مواقع الروابط الكيميائية بين ذرات الجزيء، كما وتتكون الصيغة البنائية من رموز للذرات متصلة بخطوط قصيرة تمثل روابط كيميائية قد يكون خط واحد أو خطان أو ثلاثة خطوط ويرمز إلى الروابط الفردية أو الثنائية أو الثلاثية على التوالي، وعلى سبيل المثال يعد C₂H₆ هي الصيغة الجزيئية للإيثان أما الصيغة البنائية له فهي:

 

مركب الإيثان

 

مما يدل على أن المركب يتكون من ذرتين كربون كل منهما مرتبطة بالأخرى وثلاث ذرات هيدروجين بواسطة روابط مفردة، والصيغ الهيكلية مفيدة بشكل خاص لإظهار كيف تختلف المركبات مع نفس النوع وعدد الذرات.

 

صيغة الإسقاط

 

صيغة الإسقاط هي عبارة عن تمثيل ثنائي الأبعاد لجزيء يكون في الحقيقة عبارة عن جزيء ثلاثي الأبعاد، كما ويشبه هذا النوع من الصيغ النوع الهيكلي، إذ أنها بالفعل تتضمن الرموز التي تمثل ذرات العناصر المكونة المتصلة ببعضها البعض بواسطة شرطات أو منحنيات ترمز إلى الروابط الكيميائية، ومن خلال ما سبق فإن جزيء الميثان يتم تمثيله بشكل ملائم بواسطة صيغة الإسقاط

 

ميثان

 

تُستخدم صيغ الإسقاط على نطاق واسع في دراسة الأيزومرات الفراغية وهي مركبات لها نفس التركيب، ولكنها تختلف في الترتيب المكاني للذرات التي تتألف منها جزيئاتها، ولقد تم اعتماد اتفاقيات معينة لرسم صيغ الإسقاط، بحيث يمكن تمييز الإيزومرات الفراغية عن بعضها البعض عن طريق الاختلافات المناسبة في صيغها.

 

المركبات الكيميائية الشائعة

 

توفر الصيغ الكيميائية طريقة لتمثيل أي مادة كيميائية باستخدام رمز العناصر الموجودة فيها، فيما يلي قائمة بالصيغ الكيميائية لبعض المركبات الكيميائية الشائعة (جنبًا إلى جنب مع أوزانها الجزيئية):

 

اسم المركب الكتلة الجزيئية الصيغة الجزيئية
1 حمض الاسيتيك 60.052 g/mol CH3COOH
2 حامض الهيدروكلوريك 36.458 g/mol HCl
3 حامض الكبريتيك ‎98.072 g/mol H2SO4
4 اسيتيت 59.044 g/mol CH3COO
5 أمونيا 17.031 g/mol NH3
6 حمض النيتريك 63.012 g/mol HNO3
7 حمض الفسفوريك 97.994 g/mol H3PO4
8 فوسفات الصوديوم 119.976 g/mol Na3PO4
9 كربونات الكالسيوم 100.086 g/mol CaCO3
10 كبريتات الامونيوم 132.134 g/mol 2(NH4)SO4
11 حمض الكربونيك 62.024 g/mol H2CO3
12 بيكربونات الصوديوم 84.0066 g/mol NaHCO3
13 هيدروكسيد الصوديوم 39.997 g/mol NaOH
14 هيدروكسيد الكالسيوم 74.092 g/mol Ca(OH)2
15 الإيثانول 46.069 g/mol C2H5OH
16 حمض الهيدروبروميك 80.912 g/mol HBr
17 حمض النيتروز ‎47.013 g/mol HNO2
18 هيدروكسيد البوتاسيوم 56.11 g/mol KOH
19 نترات الفضة 169.872 g/mol AgNO3
20 كربونات الصوديوم 105.988 g/mol Na2CO3
21 كلوريد الصوديوم 58.44 g/mol NaCl
22 السليلوز 162.1406 g/mol (C6H10O5)n
23 هيدروكسيد المغنيسيوم 58.319 g/mol Mg(OH)2
24 ميثان 16.043 g/mol CH4
25 ثاني أكسيد النيتروجين 30.006 g/mol NO2
26 نترات الصوديوم 84.994 g/mol NaNO3
27 حمض السلفوراس 82.073 g/mol H2SO3
28 كبريتات الألومنيوم 342.15 g/mol Al2(SO4)3
29 أكسيد الألمنيوم 101.96 g/mol Al2O3
30 نترات الأمونيوم 80.043 g/mol NH4NO3
31 فوسفات الأمونيوم 132.056 g/mol 3(NH4)PO4
32 هيدروكسيد الباريوم 171.341 g/mol Ba(OH)2
33 رابع كلوريد الكربون 153.811 g/mol CCl4
34 حمض الستريك 192.123 g/mol C6H8O7
35 حمض الهيدروسيانيك ‎27.026 g/mol HCN
36 حمض الصفصاف 138.121 g/mol C7H6O3
37 حمض الهيدرويوديك 127.91 g/mol HI
38 حمض الهيبوالكلورز 52.457 g/mol HClO
39 أكسيد الحديد الثالث 159.687 g/mol Fe2O3
40 فوسفات المغنيسيوم 262.855 g/mol Mg3(PO4)2
41 أسيتات الصوديوم 82.0343 g/mol C2H3NaO2
42 كبريتات الصوديوم ‎142.036 g/mol Na2SO4
43 سكروز 342.2965 g/mol C12H22O11
44 نترات البوتاسيوم 101.102 g/mol KNO3
45 بيكربونات الأمونيوم 96.086 g/mol NH4HCO3
46 كلوريد الأمونيوم 53.489 g/mol NH4Cl
47 هيدروكسيد الأمونيوم 35.046 g/mol NH4OH
48 نترات الكالسيوم 164.088 g/mol Ca(NO3)2
49 أكسيد الكالسيوم 56.0774 g/mol CaO
50 أول أكسيد الكربون 28.01 g/mol CO
51 غاز الكلور 70.9 g/mol Cl2
53 الفينول 94.11 g/mol C6H6O
54 فوق أكسيد الهيدروجين 34.0147 g/mol H2O2
55 هيدروكسيد 17.007 g/mol OH
56 مغنيسيوم كلوريد 95.211 g/mol MgCl2
57 بوتاسيوم كلوريد 74.5513 g/mol KCl
58 بوتاسيوم يوديد 166.0028 g/mol KI
59 ثاني أكسيد الكبريت 64.066 g/mol SO2
60 جلسيرين 92.09 g/mol C3H8O3
61 نترات الباريوم 261.337 g/mol Ba(NO3)2
62 أسيتات الكالسيوم 158.17 g/mol C4H6O4Ca
63 أكسيد الحديد 159.69 g/mol Fe2O3
64 كربونات البوتاسيوم 138.205 g/mol K2CO3
65 كلوريد الفضة ‎143.318 g/mol AgCl
66 يوديد الصوديوم 149.894 g/mol NaI
67 أكسيد الصوديوم 61.9789 g/mol Na2O
68 كبريتيد الصوديوم 78.0452 g/mol Na2S
69 نترات الزنك 189.388 g/mol Zn(NO3)2
70 الفينول فثالين 318.32 g/mol C20H14O4
71 نترات المغنيسيوم 148.313 g/mol Mg(NO3)2
72 ثاني أكسيد السيليكون 60.083 g/mol SiO2
73 الأسيتون 58.08 g/mol C3H6O
74 هيدروكينون 110.11 g/mol C6H6O2
75 بيريدين 79.1 g/mol C5H5N
76 امونيوم اسيتات 77.083 g/mol C2H3O2NH4
77 زيلين 106.16 g/mol C8H10
78 كبريتات الباريوم 233.38 g/mol BaSO4
79 بنزين 78.11 g/mol C6H6
80 بيكربونات 61.016 g/mol CHO3
81 كرومات 15.992 g/mol CrO42
82 ميثل إيثيل كيتون 72.107 g/mol C4H8O
83 سيانيد 26.02 g/mol -CN
84 حمض الخليك ثلاثي الكلور 163.38 g/mol C2HCl3O2
85 كبريتات المغنيسيوم 120.361 g/mol MgSO4
86 الميثانول 32.04 g/mol CH3OH
87 الأكسجين Atomic mass 15.999 g/mol O
88 الميثيلين الأزرق 319.85 g/mol C16H18ClN3S
89 كبريتيت الصوديوم 126.043 g/mol Na2SO3
90 ثالث أكسيد الكبريت 80.057 g/mol SO3
91 فوسفات الألومنيوم 121.951 g/mol AlPO4
92 حامض دهني 284.484 g/mol C18H36O2
93 أول أكسيد ثنائي النيتروجين 44.013 g/mol N2O
94 ثاني أكسيد التيتانيوم 233.38 g/mol TiO2
95 الاسيتونتريل 41.053 g/mol C2H3N
96 حمض الأكساليك 90.03 g/mol H2C2O4
97 ثاني كرومات البوتاسيوم 294.185 g/mol K2Cr2O7
98 بروميد الصوديوم 102.894 g/mol NaBr
99 هيبوكلوريت الصوديوم 74.439 g/mol NaClO
100 أسيتات الزنك 183.48 g/mol Zn(CH3COO)2(H2O)2

 

المصدر
INORGANIC CHEMISTRYCATHERINE E. HOUSECROFT AND ALAN G. SHARPE, FOURTH EDITION. Inorganic Chemistry: Principles of Structure and Reactivity Subsequent Edition by James E. Huheey (Author), Ellen A. Keiter (Author), Richard L. Keiter (Author). ‘Inorganic Chemistry’ by Catherine .E. Housecroft and Alan.G. Sharpe Pearson, 5th ed. 2018 ‘Basic Inorganic Chemistry’ ‘Inorganic Chemistry’, by Miessler, Fischer, and Tarr, 5th Edition, Pearson, 2014.

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى