Формула оксида кремния

Определение и формула оксида кремния

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Оксид кремния (кремнезем) представляет собой наиболее устойчивое соединение кремния. Он встречается в природе в двух агрегатных состояниях – кристаллическом и аморфном.

Кристаллический оксид кремния находится в природе в виде минерала кварца, который представляет собой прозрачные бесцветные кристаллы (рис. 1), имеющие форму шестигранных призм с шестигранными пирамидами на концах. Из кварца состоят такие полудрагоценные камни как аметист и топаз.

Оксид кремния очень тверд, нерастворим в воде и плавится при температуре порядка 1610^oC превращаясь в бесцветную жидкость, при охлаждении которой получается прозрачная стекловидная масса аморфного оксида кремния.

Оксид кремния. Внешний вид и его формулы

Рис. 1. Оксид кремния. Внешний вид.

Химическая формула оксида кремния

Химическая формула оксида кремния SiO₂. Она показывает, что в состав данной молекулы входит один атом кремния (Ar = 28 а.е.м) и два атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу кремнезема:

Mr(SiO₂) = Ar(Si) + 2×Ar(O);

Mr(SiO₂) = 28 + 2×16 = 28 + 32 = 60

Графическая (структурная) формула оксида кремния

Структурная (графическая) формула оксида кремния является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы:

O = Si = O

Строение молекулы оксида кремния позволяет ему образовывать структурные звенья, объединяясь в цепи:

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

В состав вещества входят 30,7% калия, 25,2% серы, 44% кислорода. Вывести формулу этого соединения.

Решение

Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:

ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%

Обозначим число атомов калия в молекуле через «х», число атомов серы через «у» и число атомов кислорода через «z».

Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов калия, серы и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел).

Ar(K) = 39; Ar(S) = 32; 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 = ω(K)/Ar(K) : ω(S)/Ar(S) : ω(O)/Ar(O);

x:y:z= 30,7/39 : 25,2/32 : 44/16;

x:y:z= 0,787 : 0,787 : 2,75

Наименьшее число примем за единицу (т.е. все числа разделим на наименьшее число 0,787):

0,787/0,787 : 0,787/0,787 : 2,75/0,787;

1 : 1: 3,5 = 2 : 2: 7.

Следовательно, простейшая формула соединения калия, серы и кислорода имеет вид K₂S₂O₇.

Ответ

K₂S₂O₇

ПРИМЕР 2

Задание

Подвергнув анализу вещество, установили, что в его состав входят: натрий с массовой долей 0,4207 (или 42,07%), фосфор с массовой долей 0,189 (или 18,91%), кислород с массовой долей 0,3902 (или 39,02%). Найдите формулу соединения.

Решение

Обозначим число атомов натрия в молекуле через «х», число атомов фосфора через «у» и число атомов кислорода через «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

Na:P:O = 42,07/39 : 18,91/31 : 39,02/16;

Na:P:O = 1,829 : 0,61 : 2,43

Наименьшее число примем за единицу (т.е. все числа разделим на наименьшее число 0,61):

1,829/0,61 : 0,61/0,61 : 2,43/0,61;

3 : 1: 4.

Следовательно, простейшая формула соединения натрия, фосфора и кислорода имеет вид Na₃PO₄. Это фосфат натрия.