🔤

Σύμβολα Στοιχείων και Χημικοί Τύποι

Σύμβολα κατά Berzelius, τα κυριότερα στοιχεία, μοριακοί τύποι στοιχείων και ενώσεων, ποιοτική σύσταση και αναλογία ατόμων

Πώς συνεννοείται ένας Έλληνας με έναν Ιάπωνα χημικό;

Εμείς λέμε θειάφι, οι Άγγλοι sulfur, οι Γάλλοι soufre, οι Γερμανοί Schwefel. Όλοι οι χημικοί όμως γράφουν S. Σήμερα είναι γνωστές δεκάδες εκατομμύρια χημικές ενώσεις — χωρίς μια κοινή χημική γλώσσα θα ήταν αδύνατο να συνεννοηθούμε. Σε αυτό το μάθημα μαθαίνεις το «αλφάβητό» της.

Σύμβολα των χημικών στοιχείων

Οι αρχαίοι Έλληνες συμβόλιζαν το ασήμι με μισοφέγγαρο, οι αλχημιστές το χρυσάφι με τον ήλιο, ο Ντάλτον τα άτομα με κύκλους. Το 1814 ο Σουηδός χημικός Μπερζέλιους (Berzelius) καθιέρωσε τα σύγχρονα σύμβολα:

Κάθε στοιχείο παριστάνεται με ένα κεφαλαίο γράμμα ή ένα κεφαλαίο και ένα μικρό.
Τα γράμματα προέρχονται από το όνομα του στοιχείου στο λατινικό αλφάβητο (C: Carbon, Fe: Ferrum).
Το σύμβολο δηλώνει το στοιχείο αλλά και ένα άτομό του. «Το έδαφος περιέχει ενώσεις K» → το στοιχείο κάλιο· «ένα K έχει 19 πρωτόνια» → ένα άτομο καλίου.

Τα κυριότερα στοιχεία (για απομνημόνευση)

Υδρογόνο H · Οξυγόνο O · Άνθρακας C · Άζωτο N · Θείο S
Φωσφόρος P · Πυρίτιο Si · Φθόριο F · Χλώριο Cl · Ιώδιο I
Σίδηρος Fe (Ferrum) · Αλουμίνιο Al · Χαλκός Cu (Cuprum) · Ψευδάργυρος Zn
Κάλιο K (Kalium) · Νάτριο Na (Natrium) · Ασβέστιο Ca · Μαγνήσιο Mg
Υδράργυρος Hg · Μόλυβδος Pb

Γρήγορος έλεγχος

Ποια είναι τα σωστά σύμβολα για το χλώριο και το φθόριο;

Μοριακοί τύποι

Με τα σύμβολα γράφουμε και τα μόρια. Το μόριο του νερού (2 άτομα υδρογόνου, 1 οξυγόνου) γράφεται $H_2O$ : ο δείκτης κάτω δεξιά δείχνει πόσα άτομα του στοιχείου υπάρχουν (το 1 δεν γράφεται).

Ο μοριακός τύπος δείχνει:

την ποιοτική σύσταση: από ποια στοιχεία αποτελείται η ουσία,
τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου στο μόριο.

Ενώσεις: υδροχλώριο $HCl$ (H: 1, Cl: 1), μονοξείδιο του άνθρακα $CO$ , διοξείδιο του άνθρακα $CO_2$ (C: 1, O: 2), μεθάνιο $CH_4$ (C: 1, H: 4), αμμωνία $NH_3$ (N: 1, H: 3).

Στοιχεία: χλώριο $Cl_2$ , άζωτο $N_2$ , οξυγόνο $O_2$ , όζον $O_3$ , φωσφόρος $P_4$ , ήλιο $He$ (μονοατομικό).

Συντελεστής ή δείκτης;

$H_2$ : ένα μόριο υδρογόνου, που αποτελείται από 2 άτομα.
$2H$ : δύο ελεύθερα άτομα υδρογόνου.
$2H_2$ : δύο μόρια υδρογόνου, δηλαδή 4 άτομα.
$3CO_2$ : 3 μόρια διοξειδίου του άνθρακα → $3$ άτομα C και $3 \cdot 2 = 6$ άτομα O.

Ο αριθμός μπροστά (συντελεστής) πολλαπλασιάζει όλο το μόριο· ο δείκτης αφορά μόνο το άτομο που βρίσκεται αμέσως πριν.

$\underbrace{3}_{\text{συντελεστής: μόρια}}\ C\,O_{\underbrace{2}_{\text{δείκτης: άτομα}}} \ \Rightarrow\ 3\ \text{άτομα } C,\ 6\ \text{άτομα } O$

Μέθοδος: διαβάζω έναν χημικό τύπο

Βρες τα σύμβολα: κάθε κεφαλαίο γράμμα ξεκινά νέο στοιχείο (Co ≠ CO: το Co είναι το στοιχείο κοβάλτιο, το CO μια ένωση).
Για κάθε στοιχείο διάβασε τον δείκτη (αν δεν υπάρχει, είναι 1).
Αν υπάρχει συντελεστής, πολλαπλασίασε όλους τους δείκτες.
Ένα είδος ατόμων → στοιχείο· πολλά → ένωση.

Παράδειγμα — διοξείδιο του θείου: Όταν καίγεται θειάφι παράγεται η ένωση με μοριακό τύπο $SO_2$ .

Λύση: Ποιοτική σύσταση: θείο και οξυγόνο. Στο μόριο υπάρχουν 1 άτομο θείου και 2 άτομα οξυγόνου (3 άτομα συνολικά).

Απάντηση: Ο μοριακός τύπος $SO_2$ δείχνει την ποιοτική σύσταση και ότι το μόριο έχει ένα άτομο θείου και δύο άτομα οξυγόνου.

Παράδειγμα — τι δείχνει κάθε συμβολισμός;

$N_2$ → ένα μόριο αζώτου (στοιχείο), 2 άτομα.
$2N$ → δύο άτομα αζώτου.
$NH_3$ → ένα μόριο αμμωνίας (ένωση): 1 άτομο N, 3 άτομα H.
$2NH_3$ → δύο μόρια αμμωνίας: 2 άτομα N, 6 άτομα H.
$P_4$ → ένα μόριο φωσφόρου (στοιχείο) με 4 άτομα.

Λυμένη άσκηση (τύπου διαγωνίσματος):

Δεδομένα: Συμβολισμοί: K, Si, $CH_4$ , $O_3$ , $2H_2O$ .

Ζητούμενα: (α) Τα ονόματα των στοιχείων K και Si. (β) Για το $CH_4$ και το $O_3$ : στοιχείο ή ένωση και πόσα άτομα έχει το μόριο. (γ) Πόσα μόρια και πόσα άτομα κάθε στοιχείου δείχνει το $2H_2O$ ;

Λύση:

(α) K: κάλιο (Kalium), Si: πυρίτιο.

(β) $CH_4$ (μεθάνιο): ένωση άνθρακα–υδρογόνου, $1 + 4 = 5$ άτομα. $O_3$ (όζον): στοιχείο (μόνο οξυγόνο), 3 άτομα.

(γ) 2 μόρια νερού: $2 \cdot 2 = 4$ άτομα υδρογόνου και $2 \cdot 1 = 2$ άτομα οξυγόνου.

Απάντηση: όπως παραπάνω.

Γρήγορος έλεγχος

Πόσα άτομα οξυγόνου υπάρχουν στο $3CO_2$ ;

Γρήγορος έλεγχος

Τι διαφορετικό δείχνουν οι συμβολισμοί $2H$ και $H_2$ ;

Κόλπο μνήμης

Τα «περίεργα» σύμβολα έρχονται από τα λατινικά: Na = Natrium, K = Kalium, Fe = Ferrum, Cu = Cuprum, Pb = Plumbum, Hg = Hydrargyrum («υγρός άργυρος»). Και τα αέρια στοιχεία του πίνακα κυκλοφορούν σε ζευγάρια: $H_2$ , $O_2$ , $N_2$ , $Cl_2$ — «μόνα τους δεν βγαίνουν ποτέ».

Ήξερες ότι;

Το σύμβολο του χαλκού Cu προέρχεται από το λατινικό cuprum, που σημαίνει «μέταλλο της Κύπρου»: στην αρχαιότητα η Κύπρος ήταν από τις μεγαλύτερες πηγές χαλκού της Μεσογείου. Και το αγγλικό plumber (υδραυλικός) βγαίνει από το plumbum (Pb), γιατί οι Ρωμαίοι έφτιαχναν τους σωλήνες νερού από μόλυβδο.

Πρόκληση

Σε ένα «χημικό καλάθι» υπάρχουν: $2H_2O + 3CO_2 + O_3 + 4NH_3$ .

(α) Πόσα μόρια υπάρχουν συνολικά; (β) Πόσα άτομα οξυγόνου; (γ) Πόσα άτομα υδρογόνου; (δ) Ποια από τις ουσίες είναι στοιχείο;

Δοκίμασε πρώτα μόνος σου — μετά δες τη λύση

(α) Μόρια: $2 + 3 + 1 + 4 = 10$ .

(β) Οξυγόνο: από το νερό $2 \cdot 1 = 2$ , από το $CO_2$ : $3 \cdot 2 = 6$ , από το όζον $3$ → $2 + 6 + 3 = 11$ .

(γ) Υδρογόνο: από το νερό $2 \cdot 2 = 4$ , από την αμμωνία $4 \cdot 3 = 12$ → $16$ .

(δ) Μόνο το όζον $O_3$ (ένα είδος ατόμων).

Απάντηση: 10 μόρια, 11 άτομα O, 16 άτομα H, στοιχείο το $O_3$ .

Συνηθισμένα λάθη

Μικρό γράμμα στην αρχή ή δύο κεφαλαία: γράφεται Cl (όχι CL ή cl). Το CO είναι ένωση, το Co στοιχείο.
Δείκτης πάνω ή μπροστά: $H_2O$ , όχι $H^2O$ ή $2HO$ .
Ξεχνάς να πολλαπλασιάσεις με τον συντελεστή: $3CO_2$ έχει 6 άτομα O.
Na = Νιτρογόνο; Όχι: Na είναι το νάτριο, το άζωτο είναι N.

Σύνοψη — τι κρατάμε

Σύμβολα κατά Berzelius (1814): ένα κεφαλαίο ή κεφαλαίο + μικρό, από τα λατινικά ονόματα· δηλώνουν το στοιχείο και ένα άτομό του.
Απομνημονεύουμε τα 20 κυριότερα: H, O, C, N, S, P, Si, F, Cl, I, Fe, Al, Cu, Zn, K, Na, Ca, Mg, Hg, Pb.
Μοριακός τύπος: ποιοτική σύσταση + αριθμός ατόμων κάθε στοιχείου ( $H_2O$ , $CO_2$ , $NH_3$ , $CH_4$ , $O_2$ , $O_3$ , $P_4$ ).
Δείκτης = άτομα μέσα στο μόριο· συντελεστής = πόσα μόρια (πολλαπλασιάζει όλο τον τύπο).
$2H$ (δύο άτομα) ≠ $H_2$ (ένα μόριο).

Σύμβολα των χημικών στοιχείων

Κάθε στοιχείο παριστάνεται με ένα κεφαλαίο γράμμα ή ένα κεφαλαίο και ένα μικρό.

Τα γράμματα προέρχονται από το όνομα του στοιχείου στο λατινικό αλφάβητο (C: Carbon, Fe: Ferrum).

Το σύμβολο δηλώνει το στοιχείο αλλά και ένα άτομό του. «Το έδαφος περιέχει ενώσεις K» → το στοιχείο κάλιο· «ένα K έχει 19 πρωτόνια» → ένα άτομο καλίου.

Μοριακοί τύποι

Με τα σύμβολα γράφουμε και τα μόρια. Το μόριο του νερού (2 άτομα υδρογόνου, 1 οξυγόνου) γράφεται

H_2O

: ο δείκτης κάτω δεξιά δείχνει πόσα άτομα του στοιχείου υπάρχουν (το 1 δεν γράφεται).

Ο μοριακός τύπος δείχνει:

την ποιοτική σύσταση: από ποια στοιχεία αποτελείται η ουσία,

τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου στο μόριο.

Ενώσεις: υδροχλώριο

HCl

(H: 1, Cl: 1), μονοξείδιο του άνθρακα

CO

, διοξείδιο του άνθρακα

CO_2

(C: 1, O: 2), μεθάνιο

CH_4

(C: 1, H: 4), αμμωνία

NH_3

(N: 1, H: 3).

Στοιχεία: χλώριο

Cl_2

, άζωτο

N_2

, οξυγόνο

O_2

, όζον

O_3

, φωσφόρος

P_4

, ήλιο

He

(μονοατομικό).