3.4-Writing Chemical Formulae

3.4-Writing Chemical Formulae Important Formulae

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After successful completion of this topic, you should be able to:

  • Write chemical formulae using symbols & valences.

Writing chemical formulae is a systematic way of representing the composition of a chemical substance using symbols and numbers. It provides essential information about the types and numbers of atoms in a molecule. Understanding how to write chemical formulae is fundamental in chemistry, as it helps communicate the composition of substances clearly and concisely.

1. Elements and Symbols:

Each chemical element is represented by a unique one- or two-letter symbol, which is usually derived from its English or Latin name. For example:

  • Hydrogen is represented as $\text{H}$
  • Oxygen is represented as $\text{O}$
  • Carbon is represented as $\text{C}$
  • Sodium is represented as $\text{Na}$ (from the Latin name "Natrium")

2. Writing Chemical Formulae:

The chemical formula of a compound is written by combining the symbols of the constituent elements along with subscripts that indicate the number of atoms of each element present in the molecule. Here are some guidelines for writing chemical formulae:

  • Identify the elements present in the compound.
  • Determine the valency (combining capacity) of each element.
  • Use the criss-cross method to balance the charges when combining elements with different valencies.
  • If the compound contains polyatomic ions, enclose the ion in parentheses and indicate the number of ions with a subscript.

3. Examples of Writing Chemical Formulae:

Here are some examples to illustrate the process of writing chemical formulae:

  • Water:
    • Elements: Hydrogen (H) and Oxygen (O)
    • Valency: H has a valency of +1, O has a valency of -2.
    • Formula: Since there are 2 H atoms needed to balance one O atom, the formula is $\text{H}_2\text{O}$.
  • Carbon Dioxide:
    • Elements: Carbon (C) and Oxygen (O)
    • Valency: C has a valency of +4, O has a valency of -2.
    • Formula: To balance the charges, we need two O atoms for each C atom, resulting in the formula $\text{CO}_2$.
  • Magnesium Chloride:
    • Elements: Magnesium (Mg) and Chlorine (Cl)
    • Valency: Mg has a valency of +2, Cl has a valency of -1.
    • Formula: Using the criss-cross method, we get $\text{MgCl}_2$ because two Cl atoms are needed to balance one Mg atom.
  • Ammonium Sulfate:
    • Elements: Ammonium ($\text{NH}_4^+$) and Sulfate ($\text{SO}_4^{2-}$)
    • Formula: The ammonium ion has a charge of +1 and sulfate has a charge of -2. Therefore, to balance the charges, the formula is $\text{(NH}_4\text{)}_2\text{SO}_4$.

4. Polyatomic Ions:

Polyatomic ions are ions that consist of more than one atom. When writing the formula for compounds containing polyatomic ions, it is essential to remember to use parentheses if there is more than one of that ion in the compound. For example, in sodium sulfate, the formula is $\text{Na}_2\text{SO}_4$, where sulfate is a polyatomic ion.

5. Importance of Chemical Formulae:

Chemical formulae are essential for various reasons:

  • They provide a clear representation of the molecular composition of substances.
  • They are crucial for performing stoichiometric calculations in chemical reactions.
  • They help in understanding the properties and behaviors of substances based on their molecular structure.

By mastering the skill of writing chemical formulae, students can better understand and communicate the complexities of chemical substances and their reactions.


Moebius1, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

3.4 - Writing Chemical Formulae

रासायनिक सूत्र लिखने की प्रक्रिया रासायनिक यौगिकों में उपस्थित तत्वों के परमाणुओं की संख्या और प्रकार को प्रदर्शित करती है। रासायनिक सूत्र यह दर्शाते हैं कि एक यौगिक में कौन से तत्व हैं और उनके बीच के अनुपात क्या हैं। यह वैज्ञानिकों के लिए एक सरल तरीका है, जिससे वे विभिन्न रासायनिक यौगिकों को पहचान सकते हैं।

1. रासायनिक सूत्र के निर्माण की प्रक्रिया

रासायनिक सूत्र लिखने के लिए सबसे पहले हमें यह जानना होता है कि यौगिक में कौन-कौन से तत्व मौजूद हैं और उनके बीच का परमाणु अनुपात क्या है। दो प्रमुख नियम हैं जिनका पालन किया जाता है:

  • आयन विधि: जब तत्व आयन के रूप में होते हैं, तो उनके पास एक निश्चित आवेश होता है। जब एक धनात्मक आयन और एक ऋणात्मक आयन मिलते हैं, तो वे मिलकर रासायनिक यौगिक का निर्माण करते हैं।
  • संवर्धन विधि: तत्वों के परमाणु के बीच के गुणांक और आवेशों को ध्यान में रखते हुए रासायनिक सूत्र लिखा जाता है।
2. रासायनिक सूत्र में तत्वों के प्रतीक

रासायनिक सूत्र में हर तत्व का प्रतीक दिया जाता है। उदाहरण के लिए, जल (H2O) में 'H' हाइड्रोजन का प्रतीक है और 'O' ऑक्सीजन का। रासायनिक सूत्र में प्रत्येक तत्व का प्रतीक और उसके बाद उसका परमाणु संख्या (यदि आवश्यक हो) लिखा जाता है।

3. कुछ सामान्य रासायनिक सूत्र
  • वॉटर (जल) : $H_2O$
  • सोडियम क्लोराइड (NaCl) : $NaCl$
  • कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) : $CO_2$
  • हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) : $HCl$
4. रासायनिक सूत्र में परमाणु अनुपात

रासायनिक सूत्र यह दर्शाता है कि यौगिक में किस तत्व के कितने परमाणु हैं। उदाहरण के लिए, जल (H2O) का रासायनिक सूत्र इस बात को दर्शाता है कि हर एक पानी के अणु में 2 हाइड्रोजन (H) और 1 ऑक्सीजन (O) का परमाणु उपस्थित होता है।

5. रासायनिक सूत्र लिखने के नियम

रासायनिक सूत्र लिखने के कुछ महत्वपूर्ण नियम निम्नलिखित हैं:

  1. धनात्मक और ऋणात्मक आयनों का संतुलन: जब धनात्मक और ऋणात्मक आयन मिलते हैं, तो उनके आवेशों का संतुलन बनाए रखना चाहिए। उदाहरण के लिए, सोडियम (Na+) और क्लोराइड (Cl-) का मिलन NaCl के रूप में होता है।
  2. आयन विधि का पालन: यदि तत्व आयन के रूप में होते हैं, तो उनके आवेशों के आधार पर रासायनिक सूत्र को तैयार किया जाता है।
  3. संवर्धन विधि: यौगिक में उपस्थित तत्वों के गुणांक और अनुपात का ध्यान रखते हुए सूत्र लिखा जाता है।
6. उदाहरण

चलिए, एक उदाहरण लेते हैं जहाँ हम अमोनिया (NH3) का रासायनिक सूत्र लिखते हैं। अमोनिया में एक नाइट्रोजन (N) और तीन हाइड्रोजन (H) होते हैं, इसलिये उसका रासायनिक सूत्र NH3 है।

इसी प्रकार, यदि हमें कैल्शियम ऑक्साइड (CaO) का सूत्र लिखना हो, तो कैल्शियम का आवेश +2 और ऑक्सीजन का आवेश -2 होता है, जिसके कारण दोनों तत्वों का अनुपात 1:1 होता है, इसलिए इसका रासायनिक सूत्र CaO होता है।

7. उन्नत स्तर

कुछ जटिल यौगिकों के लिए रासायनिक सूत्र अधिक जटिल हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, कैल्शियम सल्फेट (CaSO4) में कैल्शियम (Ca) और सल्फेट आयन (SO42-) होते हैं। इस प्रकार, जब कैल्शियम और सल्फेट के आयनों का मिलन होता है, तो इसका अनुपात 1:1 होता है और रासायनिक सूत्र CaSO4 बनता है।

1. Write down the formulae of:
(i) Sodium Oxide
(ii) Aluminium Chloride
(iii) Sodium Sulphide
(iv) Magnesium Hydroxide

2. Write down the names of compounds represented by the following formulae:
(i) Al$_2$(SO$_4$)$_3$
(ii) CaCl$_2 $
(iii) K$_2$SO$_4 $
(iv) KNO$_3$
(v) CaCO$_3$

3. What is meant by the term chemical formula?

4. How many atoms are present in a:
(i) H$_2$S molecule and
(ii) PO$_4^{3–}$ ion?

Solution:

1. Formulae of Compounds

(i) Sodium Oxide: $Na_2O$
(ii) Aluminium Chloride: $AlCl_3$
(iii) Sodium Sulphide: $Na_2S$
(iv) Magnesium Hydroxide: $Mg(OH)_2$

2. Names of Compounds

(i) Al$_2$(SO$_4$)$_3$: Aluminium Sulfate
(ii) CaCl$_2$: Calcium Chloride
(iii) K$_2$SO$_4$: Potassium Sulfate
(iv) KNO$_3$: Potassium Nitrate
(v) CaCO$_3$: Calcium Carbonate

3. Chemical Formula

A chemical formula represents the elements in a compound and the ratio of their atoms.

4. Number of Atoms

(i) H$_2$S: 3 atoms (2 H + 1 S)
(ii) PO$_4^{3–}$: 5 atoms (1 P + 4 O)