1. Простейшая формула

Со­став ве­ществ от­ра­жа­ют хи­ми­че­ские фор­му­лы.

Хи­ми­че­ские фор­му­лы по­ка­зы­ва­ют, какие атомы и в каких со­от­но­ше­ни­ях вхо­дят в дан­ное ве­ще­ство. Для боль­шин­ства неор­га­ни­че­ских ве­ществ фор­му­ла обыч­но от­ра­жа­ет не толь­ко со­став, но и ряд свойств, на­при­мер, NaCl, HCl, MgCl₂.

 В от­ли­чие от неор­га­ни­че­ских, в со­вер­шен­но раз­ных ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ни­ях могут со­дер­жать­ся одни и те же эле­мен­ты в оди­на­ко­вых со­от­но­ше­ни­ях.

 Из­вест­но очень много со­еди­не­ний, ко­то­рые со­от­вет­ству­ют со­ста­ву CH₂. Это, на­при­мер, газы эти­лен С₂Н₄ и цик­ло­про­пан С₃Н₆, жид­ко­сти цик­ло­гек­сан С₆Н₁₂ и гек­сен С₆Н₁₂, твер­дый по­ли­эти­лен (-C₂H₄-)_n и мно­гие дру­гие ве­ще­ства.

 Фор­му­лу CH₂ для всех пе­ре­чис­лен­ных ве­ществ на­зы­ва­ют про­стей­шей. Она по­ка­зы­ва­ет, что в со­ста­ве мо­ле­кул этих ве­ществ на один атом уг­ле­ро­да при­хо­дит­ся два атома во­до­ро­да.

Фор­му­лу, от­ра­жа­ю­щую со­от­но­ше­ние ато­мов в мо­ле­ку­ле ве­ще­ства, на­зы­ва­ют про­стей­шей фор­му­лой.

Мо­ле­ку­лы ор­га­ни­че­ских ве­ществ с оди­на­ко­вой про­стей­шей фор­му­лой могут со­дер­жать раз­ное число ато­мов при их оди­на­ко­вом со­от­но­ше­нии.

По­это­му про­стей­шей фор­му­лы недо­ста­точ­но для опи­са­ния ор­га­ни­че­ско­го со­еди­не­ния.

2. Молекулярная формула

Общее число ато­мов каж­до­го эле­мен­та в мо­ле­ку­ле опи­сы­ва­ет­ся мо­ле­ку­ляр­ной фор­му­лой.

Одной про­стей­шей фор­му­ле могут со­от­вет­ство­вать много мо­ле­ку­ляр­ных фор­мул.

3. Структурная формула, валентность

Фор­му­ла, ко­то­рая по­ка­зы­ва­ет по­ря­док со­еди­не­ния ато­мов в мо­ле­ку­ле, на­зы­ва­ет­ся струк­тур­ной фор­му­лой.

Гек­сен и цик­ло­гек­сан имеют оди­на­ко­вые мо­ле­ку­ляр­ные фор­му­лы С₆Н₁₂, но это два раз­ных ве­ще­ства с раз­ны­ми фи­зи­че­ски­ми и хи­ми­че­ски­ми свой­ства­ми. См. табл. 1.

Табл. 1. Раз­ли­чие свойств гек­се­на и цик­ло­гек­са­на

 Для ха­рак­те­ри­сти­ки ор­га­ни­че­ско­го ве­ще­ства необ­хо­ди­мо знать не толь­ко со­став мо­ле­ку­лы, но и по­ря­док рас­по­ло­же­ния ато­мов в мо­ле­ку­ле – стро­е­ние мо­ле­ку­лы.

 Стро­е­ние ве­ществ от­ра­жа­ют струк­тур­ные (гра­фи­че­ские) фор­му­лы, в ко­то­рых ко­ва­лент­ные связи между ато­ма­ми обо­зна­ча­ют чер­точ­ка­ми – ва­лент­ны­ми штри­ха­ми.

В ор­га­ни­че­ских со­еди­не­ни­ях уг­ле­род об­ра­зу­ет че­ты­ре связи, во­до­род – одну, кис­ло­род – две, а азот – три.

Ва­лент­ность.Число ко­ва­лент­ных непо­ляр­ных или по­ляр­ных свя­зей, ко­то­рые может об­ра­зо­вы­вать эле­мент, на­зы­ва­ют ва­лент­но­стью

Связь, ко­то­рая об­ра­зо­ва­на одной парой элек­тро­нов, на­зы­ва­ет­ся про­стой или оди­нар­ной свя­зью.

Связь, ко­то­рая об­ра­зо­ва­на двумя па­ра­ми элек­тро­нов, на­зы­ва­ет­ся двой­ной свя­зью, ее обо­зна­ча­ют двумя чер­точ­ка­ми, как знак «равно». Три элек­трон­ных пары об­ра­зу­ют трой­ную связь, ко­то­рую обо­зна­ча­ют тремя чер­точ­ка­ми. См. табл. 2.

Табл. 2. При­ме­ры ор­га­ни­че­ских ве­ществ с раз­ны­ми свя­зя­ми

На прак­ти­ке обыч­но при­ме­ня­ют со­кра­щен­ные струк­тур­ные фор­му­лы, в ко­то­рых не обо­зна­че­ны связи уг­ле­ро­да, кис­ло­ро­да и дру­гих ато­мов с во­до­ро­дом:

CH₄                                    CH₃-CH₃               CH₃-CH₂-OH

метан                   этан                     эта­нол

Рис. 1.  Объ­ём­ная мо­дель мо­ле­ку­лы эта­но­ла

Струк­тур­ные фор­му­лы пе­ре­да­ют по­ря­док, в ко­то­ром атомы со­еди­не­ны друг с дру­гом, но не пе­ре­да­ют рас­по­ло­же­ние ато­мов в про­стран­стве. Струк­тур­ные фор­му­лы – это дву­мер­ный ри­су­нок, а мо­ле­ку­лы трех­мер­ны, т.е. объ­ем­ны, это по­ка­за­но на при­ме­ре эта­но­ла на рис. 1.

4. Подведение итога

Был осве­щен во­прос о ка­че­ствен­ных и ко­ли­че­ствен­ных со­ста­вах ор­га­ни­че­ских ве­ществ, о том, что пред­став­ля­ет собой про­стей­шая, мо­ле­ку­ляр­ная, струк­тур­ная фор­му­ла.