Czy wiesz, że 4-letnie dziecko zadaje dziennie średnio 437 pytań? Jego ciekawość świata nie zna granic. W tym wieku nie ma też głupich pytań. A ty? Czy jest jeszcze w tobie dziecięca ciekawość świata? Dziś opowiem ci, jak zbudowane są cząsteczki pokażę ich modele, wyjaśnię skąd biorą się te wszystkie dziwne małe liczby przy symbolach pierwiastków i powiem jak prawidłowo zapisywać wzory rozmaitych związków chemicznych. I mam nadzieję, że obudzę w tobie ciekawość czterolatka. Zaczniemy od cząsteczki wody. Oto jej model. Wzór sumaryczny H2O pewnie znasz. Ale zastanówmy się, skąd wzięła się mała dwójka przy wodorze. Na modelu widać, że jeden atom tlenu połączony jest z dwoma atomami wodoru Ale dlaczego nie na przykład z jednym albo z trzema? Ponieważ atom tlenu jest zawsze dwuwartościowy czego dowiedzieliśmy się na lekcji o wartościowości. Ma więc dwie łapki, które wyciąga do atomów wodoru. Atomy wodoru mają natomiast po jednej łapce. Widzisz, że wszystko się zgadza. Nie ma żadnej wolnej łapki, a cząsteczka przysłowiowo trzyma się kupy. Załóżmy teraz na chwilę, że chcemy zapisać wzór sumaryczny wody, nie znając go. Jak to zrobimy? Piszemy symbol wodoru a obok symbol tlenu. Następnie nad symbolami pierwiastków zapisujemy ich wartościowości liczbami rzymskimi tak, żeby nie pomyliły nam się z liczbą atomów. Teraz wystarczy spisać wartościowości na krzyż czyli zapisujemy dwójkę przy wodorze i... Chwila zastanowienia. Po co pisać jedynkę? Przecież to niczego nie zmieni we wzorze. Chemicy doszli do tego już dawno temu dlatego tam, gdzie w cząsteczce jest tylko jeden atom jakiegoś pierwiastka po prostu nie piszemy przy nim nic. W ten sposób otrzymujemy znany nam wzór H2O. Aby mieć komplet, narysujmy jeszcze wzór strukturalny cząsteczki wody. Mamy dwa atomy wodoru i jeden atom tlenu. Teraz łączymy je, pamiętając, że tlen jest dwuwartościowy, czyli mają od niego wyjść dwie łapki a wodór jest jednowartościowy. Zgadza się? Przećwiczmy to teraz na przykładzie tlenku węgla 4. Żeby nie było tak prosto, nie pokażę ci modelu tej cząsteczki. Musi nam wystarczyć jej nazwa. Mamy w niej węgiel i tlen. W przypadku zapisywania wzorów sumarycznych zaczynamy, można powiedzieć, od końca czyli od zapisania symbolu tego pierwiastka który jest drugi w nazwie. Na początku zapisujemy więc symbol węgla a za nim tlen. Teraz wartościowość. Tlen jest zawsze dwuwartościowy. Z węglem jest większy kłopot bo ma on dwa oblicza. Bywa dwu lub czterowartościowy. Na szczęście w chemii nic nie jest pozostawione przypadkowi. W nazwie związku mamy podane że chodzi o węgiel w wersji czterowartościowej. Spisując teraz wartościowość na krzyż tak jak w przypadku wody otrzymalibyśmy C2O4. Ale popatrz: rysując taki związek mamy tu 2 atomy węgla i 4 atomy tlenu od każdego węgla wychodzą cztery łapki inaczej wiązania a od każdego tlenu dwie. Otrzymaliśmy w ten sposób dwie oddzielne cząsteczki o wzorze CO2. Coś tu się więc nie zgadza. Zacznijmy jeszcze raz. Chemicy wiedzą, że jeśli tylko się da trzeba skracać wartościowości zapisane przy symbolach pierwiastków. Skracamy zatem dwójkę i czwórkę przez 2. Po spisaniu na krzyż otrzymujemy CO2. Ten wzór na pewno już znasz. I teraz wszystko jest w porządku. Wchodzimy na wyższy poziom wtajemniczenia i zapiszemy sobie wzory całkiem sporej cząsteczki siarczku żelaza 3 Żelazo ma symbol Fe, a siarka S. Z nazwy wiemy, że żelazo jest trójwartościowe. Ale ilu wartościowa jest siarka? Jeśli oglądałeś film o wartościowości, to wiesz że siarka ma ich kilka. A mimo to w nazwie nie ma żadnej liczby przy symbolu. Przeoczenie? Ależ nie! Siarka w siarczkach, czyli związkach zaczynających się od słowa siarczek zawsze jest dwuwartościowa. Kiedy skończymy ten przykład wytłumaczę to dokładniej. Piszemy więc dwójkę nad siarką i ponieważ trójki i dwójki nie da się skrócić wpisujemy wartościowości na krzyż. Otrzymujemy wzór Fe2S3. Teraz sobie porysujemy. Mamy dwa atomy żelaza i trzy atomy siarki. Jak to wszystko połączyć? Powoli i po kawałku. Zaczynamy od skrajnego atomu siarki. Jest ona dwuwartościowa i łączy się tymi dwoma wiązaniami z najbliższym żelazem. Żelazo ma trzy łapki. Dwie zużyło już na pierwszą siarkę. Trzecią, ostatnią, podaje drugiej. Więcej nie ma. Druga siarka połączona jest już jednym wiązaniem z wspomnianym atomem żelaza. Została jej jeszcze jedna łapka którą podaje drugiemu atomowi żelaza. Po takim połączeniu drugi atom żelaza ma jeszcze dwie wolne łapki. Podaje je ostatniej siarce która w tej sytuacji nie ma już wolnych wiązań. Sprawdź jeszcze raz czy od każdego atomu siarki wychodzą dwa wiązania a od każdego atomu żelaza 3 i czy wszystko się zgadza. Jest okej? Super! W nagrodę zobaczmy, jak wygląda model tego związku. Widzisz, że atomy układają się nieco inaczej niż na naszym rysunku ale to nie ma znaczenia. Wzór strukturalny ma pokazać jak atomy łączą się ze sobą niekoniecznie zachowując dokładny kształt cząsteczki. Pamiętasz, jak obiecałam ci że wrócimy do kwestii wartościowości siarki? Powiedzieliśmy, że we wszystkich związkach które zaczynają się od słowa siarczek jest ona dwuwartościowa. Dwójka ta oznacza, ilu elektronów brakuje siarce do uzyskania ósemki na ostatniej powłoce. Ponieważ siarka znajduje się w 16 grupie układu okresowego ma na ostatniej powłoce sześć elektronów. 8 odjąć 6 to 2. To zasada uniwersalna. We wszystkich związkach w których nazwa pierwiastka jest zdrobniona takich jak jodki, bromki, azotki pierwiastki określone zdrobnieniem mają wartościowość równą liczbie elektronów brakujących im do ósemki na ostatniej powłoce. I tak, na przykład w chlorkach chlor będzie zawsze jednowartościowy a azot w azotkach zawsze trójwartościowy. Zapisywaliśmy już wzory na podstawie nazw związków. Teraz spróbujmy odwrotnie zapisać nazwy na podstawie wzorów. Pierwszy przykład to CuCl. Mamy tu, czytając od tyłu, chlor i miedź. W tak prostych związkach złożonych z dwóch pierwiastków pierwszy człon ma zawsze formę zdrobniałą i wartościowość równą brakującej do ósemki liczbie elektronów na ostatniej powłoce. Mamy więc chlorek miedzi w którym chlor jest jednowartościowy. A co z wartościowością miedzi? Może mieć ona wartościowość 1 lub 2. Gdyby była jednak dwuwartościowa przy chlorze byłaby spisana dwójka a więc widzimy że miedź jest w tym związku jednowartościowa. Pełna nazwa tego związku to chlorek miedzi 1. Kolejny związek CS2 jest połączeniem siarki i węgla. Siarka w siarczkach jest zawsze dwuwartościowa. A węgiel? Dwójka przy siarce oznacza że na każdy atom węgla przypadają dwa atomy siarki a skoro tak to w tym związku węgiel jest czterowartościowy. Mamy więc siarczek węgla 4. Ostatni związek to K2O. Potas jest, jak inne metale pierwszej grupy zawsze jednowartościowy a tlen zawsze dwuwartościowy. Nie musimy więc pisać w nazwie wartościowości żadnego z tych pierwiastków. Otrzymujemy więc tlenek potasu. Skąd jednak wiedzieć, czy pierwszy we wzorze pierwiastek ma jedną czy kilka wartościowości a co za tym idzie, czy musimy ją pisać w nazwie? Tak, jak mówiliśmy w filmie o wartościowości pierwiastki 1, 2 i 13 grupy zawsze mają wartościowość równą cyfrze jedności w numerze grupy czyli odpowiednio 1, 2 i 3. Nie musimy więc przy ich związkach dopisywać liczby w nawiasach. Wyjątkiem są pierwiastki z samego dołu 13 grupy ale one nie obowiązują cię w szkole podstawowej. Z pozostałych pierwiastków tylko cynk jest zawsze dwuwartościowy i przy nim również nie musimy tej wartościowości pisać. Teraz czas na zadanie dla ciebie. Zapisz wzór sumaryczny i strukturalny chlorku miedzi 2. Czy wyszło ci tak jak mnie? Super! Spróbujmy w drugą stronę. Napisz nazwy następujących związków. Te związki to tlenek magnezu i tlenek siarki 6. Tworząc wzory sumaryczne na podstawie nazw związków dwupierwiastkowych zapisuj symbole pierwiastków w odwrotnej kolejności niż w nazwie następnie wartościowości pierwiastków zapisuj nad symbolami za pomocą liczb rzymskich. W ostatnim kroku spisuje te liczby na krzyż ale już cyframi arabskimi zawsze po prawej stronie symbolu pierwiastka. Jeśli wartościowości dadzą się skrócić zrób to przed wpisywaniem. Tworząc nazwy związków dwupierwiastkowych na podstawie wzorów nazwę pierwiastka, którego symbol jest drugi we wzorze, zapisuj w pierwszej kolejności w formie zdrobniałej np. tlenek, siarczek, chlorek. Nie musisz zapisywać jego wartościowości. Nazwę pierwiastka, którego symbol jest na pierwszym miejscu, zapisuj jako drugą w formie dopełniacza, np. magnezu, siarki. Przy pierwiastkach pierwszej, drugiej i 13 grupy oraz przy cynku nie trzeba pisać wartościowości. Przy pozostałych musimy ustalić wartościowość na podstawie wzoru sumarycznego i zapisać ją używając liczb rzymskich w nawiasie. Wzory prostych związków nie mają już przed tobą tajemnic. Ale pozostało Ci jeszcze sporo do odkrycia. Pobaw się w odkrywcę na pistacja.tv w zakładce "Chemia".