Keemiline valem: mõiste, sümbolid ja näited

Keemiline valem: selge juhend mõistest, tähtedest ja alamindekstest koos praktiliste näidetega (CH4, H2O2, C6H12O6) — ideaalne õppimiseks ja kiireks ülevaateks.

Keemiline valem on viis, kuidas keemikud lühidalt ja täpselt kirjeldavad ainet koosnevaid aatomeid. Valem ütleb, milliseid keemilisi elemente molekul sisaldab ja mitu tükki iga elemendist esineb. Mõnikord näitab valem ainult elementide arvu, mõnikord aga ka seda, kuidas aatomid on omavahel seotud või kuidas need ruumis paiknevad.

Valemi põhiosad ja kirjutamisreeglid

• Elementide sümbolid – iga elementi tähistatakse lühendi ehk sümboliga (nt C = süsinik, H = vesinik). Sümbol algab suure tähega; kui on teine täht, siis kirjutatakse see väikese tähega (nt Cl, Na).
• Alamindeks näitab, mitu aatomit antud elemendist on molekulis. Näiteks Alamindeks 2 tähendab kahte aatomit: H₂. Alamindeksid ei ole rakendatavad laengu näitamiseks.
• Koefitsient (molekulivälisel juhul) kirjutatakse valemi ette ja näitab, mitu sellist molekuli on kokku, nt 2 H₂O tähendab kahte vee molekuli.
• Sulud – kui rühm aatomeid esineb mitu korda, pannakse see sulgudesse ja alamindeks rakendub kogu rühmale, nt Ca(OH)₂ (kaltsiumhüdroksiidis on kaks hüdroksüülrühma).
• Laengud ja ioonid märgitakse superskriptina, nt SO₄²⁻ (sulfaation) või Na⁺, Cl⁻.
• Reaktiivse keskkonna märgendid – keemilistes võrrandites võib leida oleku tähiseid (s, l, g, aq) ja katalüsaatori jm täiendavat infot.

Liigid keemilisi valemeid

• Molekulaarne valem – näitab täpset aatomite arvu molekulis (nt metaan CH₄, vesi H₂O).
• Empiiriline valem – näitab elementide suhtelist vähimat täisarvu suhet (nt vesinikperoksiidi molekulaarne valem on H₂O₂, empiiriline valem on HO).
• Struktuurne valem – näitab, kuidas aatomid on omavahel seotud; sellest võib näha sidemete paiknemist ja aatomite järjestust. Struktuurseid valemeid esitatakse jooniselt, molekulaarsete ridadega (CH₃CH₂OH) või Lewis’i struktuurina.
• Konstitutsiooniline / kondenseeritud valem – kompaktne viis struktuuri kirjelduseks, nt CH₃CH₂OH alkoholi puhul.
• Luustiku (skeletal) valem – orgaanikakeemias levinud lihtsustatud joonistus, kus süsiniku aatomid jäetakse sageli tähistamata ja sidemed kuvatakse joontega.

Praktilised näited

Täht näitab, millise keemilise elemendi iga aatom on. Alamindeks näitab iga aatomitüübi arvu. Näiteks vesinikperoksiidi valem on H₂O₂. Metaanil on üks süsinikuaatom (C) ja neli vesinikuaatomit; keemiline valem on CH₄. Suhkrumolekul glükoosil on kuus süsinikuaatomit, kaksteist vesinikuaatomit ja kuus hapniku aatomit, seega on selle keemiline valem C₆H₁₂O₆.

Veel näiteid ja märkused:

• Ioniline ühendi kirjutamisel näidatakse katiooni ja aniooni koostist, nt NaCl tähendab ühte naatriumi- ja ühte klooriiooni iga valemiühiku kohta.
• Rühmasiseste korduste näide: magneesiumkarbonaat MgCO₃ vs ammooniumkarbonaat (NH₄)₂CO₃ — ammoniumrühm esineb kahes eksemplaris.
• Stereokeemia ja resonantsi infot ei näita tavaline molekulaarne valem, selleks kasutatakse täiendavaid struktuurseid või 3D-kujutisi.
• Keemilise reaktsiooni kirjeldamisel kasutatakse valemeid keemilistes võrrandites, et näidata lähtematerjale ja tooteid ning tasakaalustada aatomite arvu (vt keemilistes võrrandites ja keemiliste reaktsioonide kirjeldusi).

Kirjutamis- ja lugemise näpunäited

• Loeme esmalt elementide sümbolid, seejärel alamindeksid — nt C₆H₁₂O₆ = 6 süsinikku, 12 vesinikku, 6 hapnikku.
• Kui valemis puudub alamindeks, tähendab see üht aatomit sellest elemendist (nt CO = 1 süsinik ja 1 hapnikust aatom).
• Ole tähelepanelik suur- ja väiketähtede suhtes (CO ≠ Co): CO on süsinikmonooksiid, Co on koobalt.

Lühike ajalooline märkus

19. sajandi Rootsi keemik Jöns Jacob Berzelius arendas välja paljudele tänapäeva süsteemidele aluse, sh elementide tähistamise ja valemite kirjutamise reeglid, mis tegid keemiliste ühendite kirjeldamise üksmeelseks ja lihtsustasid teaduslikku suhtlust.

Kokkuvõte: keemiline valem on lihtne ja võimas vahend aine koostise selgitamiseks. Erinevad valemitüübid annavad kas üldise arvu- või üksikasjalikuma struktuurilise informatsiooni; õige kirjapilt ja interpretatsioon on keemia mõistmiseks ja reaktsioonide tasakaalustamiseks hädavajalikud.

Elementide perekonnad

Perioodilises tabelis leidub erinevaid elemente. Igal elemendil on perekond. Elementide perekond on elementide paigutus. Sellel elementide perekonnal on ühised omadused. Neil on samad omadused.

Elemendid kuvatakse järjekorras. Iga element on paigutatud perekondadesse. On kolm põhikategooriat, nagu metallid, mittemetallid ja poolmetallid. Iga elementide perekond kuvatakse elektronide arvu järgi väliskoores. Samuti võivad nad kuvada samu omadusi ja valentselektroneid.

Viie elemendi perekonnad

Küsimused ja vastused

K: Mis on keemiline valem?

K: Millist teavet annab keemiline valem?

K: Mis on keemilised sümbolid?

K: Kuidas esitatakse keemilises valemis iga aatomi tüübi arv?

K: Kas keemiline valem võib näidata, kuidas aatomid on molekulis seotud?

K: Kes töötas välja keemiliste valemite kirjutamise süsteemi?

K: Milline on glükoosi keemiline valem?

Otsing