Формула фтора
Определение и формула фтора
Самый электроотрицательный элемент. Обладает самой низкой поляризуемостью среди галогенов. Температура плавления фтора аномально низкая. Не растворим в воде, т.к. разлагает ее (2F2 + 2H2O = 4HF + O2).
Рис. 1. Фтор. Внешний вид.
Химическая формула фтора
Химическое обозначение фтора – F от латинского слова «fluorum». Этот химический элемент расположен во втором периоде во VIIA группе Периодической таблицы Д.И. Менделеева. Относится к элементам р-семейства. Неметалл. Относительная атомная масса фтора равна 18,9984 а.е.м.
Молекула фтора двухатомна. Её молекулярная формула имеет вид F2, а молекулярная масса равна:
Mr(F2) = 2×Ar(F);
Mr(F2) = 2×19 = 38.
Электронная формула фтора
В ядре атома фтора содержится 9 протонов и 10 нейтронов (массовое число равно 19). В атоме фтора есть два энергетических уровня, на которых находятся 9 электронов (рис. 2).
Рис. 2. Строение атома фтора.
Электронная формула атома фтора в основном состоянии имеет следующий вид:
1s22s22p5.
Примеры решения задач
Задание | Определите простейшую формулу вещества, в котором массовые доли натрия, фосфора и кислорода составляют 34,59, 23,31 и 42,10% соответственно. |
Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим число атомов натрия в молекуле через «х», число атомов фосфора через «у» и число атомов кислорода за «z». Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов натрия, фосфора и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(Na) = 23; Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: x:y:z = m(Na)/Ar(Na) : m(P)/Ar(P) : m(O)/Ar(O); x:y:z = 34,59/23 : 23,31/31 : 42,10/16; x:y:z = 1,5 : 0,75 : 2,63 = 2: 1 : 3,5 = 4 : 4: 7. Значит простейшая формула соединения натрия, фосфора и кислорода имеет вид Na4P4O7. |
Ответ | Na4P4O7 |
Задание | Определите молекулярную формулу вещества, состоящего из кислорода, азота, фосфора и водорода, если известно, что оно содержит по массе 48,48% кислорода, число атомов азота в нем в два раза больше числа атомов фосфора, а количество атомов водорода в соединении в 2,25 раза больше количества атомов кислорода. Молярная масса вещества меньше 200 г/моль. |
Решение | Обозначим число атомов кислорода в молекуле через «х», число атомов азота через «у», число атомов фосфора за «z» и число атомов водорода за «k».
Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов азота, фосфора, водорода и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(N) = 14; Ar(P) = 31; Ar(H) = 14; Ar(O) = 16. Пусть масса неорганического вещества равна 100 г, тогда масса кислорода составляет m(О) = 48,48 г. Найдем количество вещества кислорода: n(О) = m(О) / М(О); n(О) = 48,48 / 16 = 3,03 моль. Согласно условию задачи n(Н) = n(О) ×2,25, т.е. n(Н) = 3,03 × 2,25 = 6,82 моль. Тогда масса водорода будет равна: m(Н) = n(Н) × М(Н); m(Н) = 6,82 ×1 = 6,82 г. Найдем суммарную массу элементов азота и фосфора, входящих в состав соединения: m (N + P) = msubstance — m(О) — m(Н); m (N + P)= 100 – 48,5 – 6,82 = 44,68 г. Запишем уравнения для нахождения массы каждого из элементов в отдельности: m(N) = n(N) × M(N); m(N) = 14× n(N). m(P) = n(P) × M(P); m(P) = 31× n(P). Составим систему уравнений и решим ее: 14× n(N) + 31× n(P) = 44,68; n(N) = 2× n(P). 28 n(Р) + 31n (P) = 44,68; 59 n(Р) = 44,68; n(Р) = 0,757 моль. n(N) = 2× 0,75= 1,514 моль. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: x:y:z:k = n(О) : n(N) : n(Р) : m(Н); x:y:z:k= 3,03 : 1,514 : 0,757 : 6,82; x:y:z:k= 4 : 2 : 1 : 9. Значит простейшая формула соединения будет иметь вид O4N2PH9. Молекулярная формула вещества может содержать удвоенное, утроенное и т.д. число атомов. Чтобы убедиться в том, что молекулярная формула вещества совпадает с простейшей, подсчитаем молярную массу: М(O4N2PH9) = Ar(O) ×4 + Ar(N) ×2 + Ar(P) + Ar(H) ×9; М(O4N2PH9) =16×4 + 14×2 + 31 + 1×9 = 132 г/моль. 132 < 200. Очевидно, что молярная масса для удвоенной формулы будет больше 200, что противоречит условию задачи, следовательно, молекулярная формула вещества O4N2PH9.Перегруппировав атомы легко догадаться, что это вещество является гидрофосфатом аммония (NH4)2HPO4. |
Ответ | (NH4)2HPO4 |