الصيغة الكيميائية

📅 آخر تحديث: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣١ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

الصيغة الكيميائية هي طريقة لعرض معلومات حول النسب الكيميائية للذرات التي تُكوّن مركبًا أو جزيئًا كيميائيًا معينًا ، باستخدام رموز العناصر الكيميائية والأرقام، وأحيانًا رموز أخرى مثل الأقواس والشرطات والمعقوفات والفواصل وعلامات الجمع (+) والطرح ( −). تقتصر هذه الرموز على سطر واحد، وقد تتضمن أرقامًا سفلية وعلوية . الصيغة الكيميائية ليست اسمًا كيميائيًا لأنها لا تحتوي على كلمات. مع أن الصيغة الكيميائية قد تُشير إلى بعض التراكيب الكيميائية البسيطة ، إلا أنها ليست الصيغة البنائية الكيميائية الكاملة . تُحدد الصيغ الكيميائية بدقة بنية أبسط الجزيئات والمواد الكيميائية فقط ، وهي عمومًا أقل دقة من الأسماء الكيميائية والصيغ البنائية.

تُسمى أبسط أنواع الصيغ الكيميائية بالصيغ التجريبية ، وهي تستخدم حروفًا وأرقامًا تُشير إلى النسب العددية لذرات كل نوع. أما الصيغ الجزيئية فتُشير إلى العدد العددي لكل نوع من الذرات في الجزيء، دون أي معلومات عن بنيته. على سبيل المثال، الصيغة التجريبية للجلوكوز هي CH₂O ( ضعف عدد ذرات الهيدروجين مقارنةً بالكربون والأكسجين )، بينما صيغته الجزيئية هي C₆H₁₂O₆ ( 12 ذرة هيدروجين ، وست ذرات كربون ، وست ذرات أكسجين) .

أحيانًا، تُصبح الصيغة الكيميائية أكثر تعقيدًا عند كتابتها بصيغة مُختصرة (أو صيغة جزيئية مُختصرة، تُسمى أحيانًا "صيغة شبه بنائية")، والتي تُقدم معلومات إضافية حول كيفية ارتباط الذرات كيميائيًا ، سواءً بروابط تساهمية أو أيونية أو مزيج منهما. يُمكن تحقيق ذلك إذا كان من السهل إظهار الروابط ذات الصلة في بُعد واحد. مثال على ذلك الصيغة الجزيئية/الكيميائية المُختصرة للإيثانول ، وهي CH₃ - CH₂ - OH أو CH₃CH₂OH . مع ذلك ، حتى الصيغة الكيميائية المُختصرة محدودة في قدرتها على إظهار علاقات الترابط المُعقدة بين الذرات، خاصةً الذرات التي ترتبط بأربعة بدائل مختلفة أو أكثر .

بما أن الصيغة الكيميائية تُكتب عادةً في سطر واحد من رموز العناصر الكيميائية ، فإنها غالبًا ما تكون أقل دقةً من الصيغة البنائية الحقيقية، التي تمثل العلاقة المكانية بين الذرات في المركبات الكيميائية (انظر، على سبيل المثال، الشكل الخاص بالصيغ البنائية والكيميائية للبيوتان، على اليمين). ولأسباب تتعلق بتعقيد التركيب، قد تُشير صيغة كيميائية مكثفة واحدة (أو صيغة شبه بنائية) إلى جزيئات مختلفة، تُعرف باسم المتصاوغات . فعلى سبيل المثال، يتشارك الجلوكوز صيغته الجزيئية C₆H₁₂O₆ مع عدد من السكريات الأخرى ، بما في ذلك الفركتوز والجلاكتوز والمانوز . توجد أسماء كيميائية خطية مكافئة تُحدد بدقة أي صيغة بنائية معقدة (انظر التسمية الكيميائية )، ولكن هذه الأسماء تستخدم مصطلحات عديدة (كلمات)، بدلاً من رموز العناصر والأرقام والرموز الطباعية البسيطة التي تُحدد الصيغة الكيميائية.

يمكن استخدام الصيغ الكيميائية في المعادلات الكيميائية لوصف التفاعلات الكيميائية والتحولات الكيميائية الأخرى، مثل ذوبان المركبات الأيونية في المحلول. مع أن الصيغ الكيميائية، كما ذُكر، لا تملك القدرة الكاملة للصيغ البنائية على إظهار العلاقات الكيميائية بين الذرات، إلا أنها كافية لتتبع أعداد الذرات والشحنات الكهربائية في التفاعلات الكيميائية، وبالتالي موازنة المعادلات الكيميائية بحيث يمكن استخدامها في المسائل الكيميائية التي تتضمن حفظ الذرات وحفظ الشحنات الكهربائية.

ملخص

تُحدد الصيغة الكيميائية كل عنصر من العناصر المكونة للمركب برمزه الكيميائي ، وتُشير إلى النسبة المئوية لعدد ذرات كل عنصر. في الصيغ التجريبية، تبدأ هذه النسب بعنصر أساسي، ثم تُحدد أعداد ذرات العناصر الأخرى في المركب، بنسبٍ إلى العنصر الأساسي. بالنسبة للمركبات الجزيئية، يمكن التعبير عن جميع هذه النسب بأعداد صحيحة. على سبيل المثال، يمكن كتابة الصيغة التجريبية للإيثانول C₂H₆O لأن جزيئات الإيثانول تحتوي جميعها على ذرتي كربون ، وست ذرات هيدروجين ، وذرة أكسجين واحدة. مع ذلك ، لا يمكن كتابة بعض أنواع المركبات الأيونية بصيغ تجريبية تتكون بالكامل من أعداد صحيحة. ومن الأمثلة على ذلك كربيد البورون ، الذي تُمثل صيغته CBₙ نسبة متغيرة غير صحيحة، حيث تتراوح قيمة n من أكثر من 4 إلى أكثر من 6.5 .

عندما يتكون المركب الكيميائي ذو الصيغة من جزيئات بسيطة ، غالبًا ما تستخدم الصيغ الكيميائية طرقًا للإشارة إلى بنية الجزيء. تُعرف هذه الأنواع من الصيغ بالصيغ الجزيئية والصيغ المكثفة . تُعدد الصيغة الجزيئية عدد الذرات لتعكس عددها في الجزيء، لذا فإن الصيغة الجزيئية للجلوكوز هي C₆H₁₂O₆ بدلًا من صيغته الأولية CH₂O . مع ذلك، باستثناء المواد البسيطة جدًا ، تفتقر الصيغ الكيميائية الجزيئية إلى المعلومات البنيوية اللازمة، وتكون غامضة .

بالنسبة للجزيئات البسيطة، تُعد الصيغة المكثفة (أو شبه البنائية) نوعًا من الصيغ الكيميائية التي قد تُشير بشكل كامل إلى الصيغة البنائية الصحيحة. على سبيل المثال، يُمكن تمثيل الإيثانول بالصيغة الكيميائية المكثفة CH₃CH₂OH ، وثنائي ميثيل الإيثر بالصيغة المكثفة CH₃OCH₃ . يتشارك هذان الجزيئان نفس الصيغة التجريبية والجزيئية ( C₂H₆O ) ، ولكن يُمكن التمييز بينهما من خلال الصيغ المكثفة الموضحة، والتي تكفي لتمثيل البنية الكاملة لهذين المركبين العضويين البسيطين .

يمكن استخدام الصيغ الكيميائية المكثفة لتمثيل المركبات الأيونية التي لا توجد كجزيئات منفصلة، ​​ولكنها تحتوي على تجمعات مرتبطة تساهميًا. هذه الأيونات متعددة الذرات هي مجموعات من الذرات المرتبطة تساهميًا ولها شحنة أيونية إجمالية، مثل أيون الكبريتات [ SO₄ ] ²⁻ . يُكتب كل أيون متعدد الذرات في المركب بشكل منفصل لتوضيح التجمعات المختلفة. على سبيل المثال، مركب سداسي أكسيد ثنائي الكلور له صيغة تجريبية ClO₃ وصيغة جزيئية Cl₂O₆ ، ولكن في حالتيه السائلة والصلبة ، يُكتب هذا المركب بشكل أدق بصيغة أيونية مكثفة [ ClO₂ ] ⁺ [ ClO₄ ] ⁻ ، مما يوضح أن هذا المركب يتكون من أيونات [ ClO₂ ] ⁺ وأيونات [ ClO₄ ] ⁻ . في مثل هذه الحالات، لا يلزم أن تكون الصيغة المكثفة معقدة بما يكفي لإظهار نوع واحد على الأقل من كل نوع أيوني.

تختلف الصيغ الكيميائية الموصوفة هنا عن الأسماء الكيميائية النظامية الأكثر تعقيدًا المستخدمة في أنظمة التسمية الكيميائية المختلفة . على سبيل المثال، أحد الأسماء النظامية للجلوكوز هو (2R , 3S , 4R , 5R ) -2,3,4,5,6-خماسي هيدروكسي هكسانال. يُحدد هذا الاسم، وفقًا للقواعد التي يقوم عليها، الصيغة البنائية للجلوكوز بشكل كامل، ولكنه ليس صيغة كيميائية بالمعنى المتعارف عليه، إذ يستخدم مصطلحات وكلمات غير مستخدمة في الصيغ الكيميائية. هذه الأسماء، على عكس الصيغ الأساسية، قد تُتيح تمثيل الصيغ البنائية الكاملة دون الحاجة إلى رسوم بيانية.

الأنواع

الصيغة التجريبية

في الكيمياء ، الصيغة التجريبية لمادة كيميائية هي تعبير بسيط عن العدد النسبي لكل نوع من الذرات أو نسبة العناصر في المركب. تُعدّ الصيغ التجريبية معيارًا للمركبات الأيونية ، مثل كلوريد الكالسيوم (CaCl₂ ) ، وللجزيئات الكبيرة، مثل ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂ ) . لا تُشير الصيغة التجريبية إلى التماكب أو البنية أو العدد المطلق للذرات. يشير مصطلح "تجريبي" إلى عملية التحليل العنصري ، وهي تقنية في الكيمياء التحليلية تُستخدم لتحديد التركيب النسبي للمادة الكيميائية النقية حسب العنصر.

على سبيل المثال، يمتلك الهكسان الصيغة الجزيئية C₆H₁₄ ، وصيغته البنائية (لأحد متصاوغاته، وهو الهكسان العادي) هي CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃ ، مما يعني أنه يتكون من سلسلة من 6 ذرات كربون و14 ذرة هيدروجين . مع ذلك ، فإن الصيغة التجريبية للهكسان هي C₃H₇ . وبالمثل، فإن الصيغة التجريبية لبيروكسيد الهيدروجين ، H₂O₂ ، هي HO₂ ، معبرةً عن النسبة 1:1 بين العناصر المكونة له. يمتلك كل من الفورمالديهايد وحمض الأسيتيك نفس الصيغة التجريبية، CH₂O . وهذه هي أيضًا الصيغة الجزيئية للفورمالديهايد، لكن حمض الأسيتيك يحتوي على ضعف عدد الذرات .

مثل أنواع الصيغ الأخرى المفصلة أدناه، تُظهر الصيغة التجريبية عدد العناصر في الجزيء، وتحدد ما إذا كان مركبًا ثنائيًا أو مركبًا ثلاثيًا أو مركبًا رباعيًا أو يحتوي على عناصر أكثر.

الصيغة الجزيئية

الصيغة البنائية للأيزوبيوتان : الصيغة الجزيئية: C₄H₁₀ ، الصيغة المكثفة : ( CH₃ ) ₃CH₃
ح-ج|حح|-ج|حح|-ج|حح|-ج|حح|-ح{\displaystyle {\ce {H-{\overset {\displaystyle H \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle H}{C}}}-{\overset {\displaystyle H \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle H}{C}}}-{\overset {\displaystyle H \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle H}{C}}}-{\overset {\displaystyle H \atop |}{\underset {| \atop \displaystyle H}{C}}}-H}}}
الصيغة البنائية لـ n- بيوتان : الصيغة الجزيئية : C₄H₁₀ ، الصيغة المكثفة : CH₃CH₂CH₂CH₃​​

تُشير الصيغ الجزيئية ببساطة إلى عدد كل نوع من الذرات في جزيء المادة. وهي تُشابه الصيغ الأولية للجزيئات التي تحتوي على ذرة واحدة فقط من نوع مُحدد، بينما قد تحتوي على أعداد أكبر من الذرات الأخرى. مثال على الفرق هو الصيغة الأولية للجلوكوز، وهي CH₂O ( بنسبة 1 : 2:1)، بينما صيغته الجزيئية هي C₆H₁₂O₆ ( بنسبة 6 : 12:6). أما بالنسبة للماء، فكلا الصيغتين هما H₂O . تُقدم الصيغة الجزيئية معلومات أكثر عن الجزيء من صيغته الأولية ، ولكن تحديدها أصعب .

الصيغة البنائية

إضافةً إلى تحديد عدد ذرات كل جزيء عنصري، تُبيّن الصيغة البنائية كيفية تنظيم الذرات، وتُظهر (أو تُشير ضمنيًا) الروابط الكيميائية بينها. وتوجد أنواع متعددة من الصيغ البنائية تُركّز على جوانب مختلفة من التركيب الجزيئي.

يوضح الرسمان البيانيان جزيئين متماثلين بنيويًا لبعضهما البعض، حيث أن كلاهما لهما نفس الصيغة الجزيئية C 4 H 10 ، لكن لهما صيغ بنيوية مختلفة كما هو موضح.

الصيغة المكثفة

غالبًا ما تؤثر بنية الجزيء تأثيرًا كبيرًا على خصائصه الفيزيائية والكيميائية وسلوكه. قد يمتلك جزيئان يتكونان من نفس عدد الذرات من نفس النوع (أي زوج من المتصاوغات ) خصائص كيميائية و/أو فيزيائية مختلفة تمامًا إذا كانت الذرات مرتبطة بشكل مختلف أو في مواقع مختلفة. في مثل هذه الحالات، تكون الصيغة البنائية مفيدة، لأنها توضح أي الذرات مرتبطة بأي ذرات أخرى. ومن خلال بنية الجزيء، غالبًا ما يكون من الممكن استنتاج الشكل التقريبي للجزيء .

قد تُمثل الصيغة المُختصرة (أو شبه البنائية) أنواع الروابط وترتيبها الفراغي في مادة كيميائية بسيطة، مع أنها لا تُحدد بالضرورة المتصاوغات أو البنى المُعقدة. على سبيل المثال، يتكون الإيثان من ذرتي كربون مرتبطتين ببعضهما برابطة أحادية، وترتبط كل ذرة كربون بثلاث ذرات هيدروجين. ويمكن كتابة صيغته الكيميائية على النحو التالي: CH₃CH₃ . أما الإيثيلين ، فيحتوي على رابطة ثنائية بين ذرتي الكربون (وبالتالي ترتبط كل ذرة كربون بذرتي هيدروجين فقط)، لذا يمكن كتابة صيغته الكيميائية على النحو التالي: CH₂CH₂ ، ووجود الرابطة الثنائية بين ذرتي الكربون أمرٌ ضمني لأن تكافؤ الكربون هو أربعة. ومع ذلك، هناك طريقة أكثر وضوحًا وهي كتابة H₂C = CH₂ أو ، بشكل أقل شيوعًا، H₂C :: CH₂ . يشير الخطان (أو زوجا النقاط) إلى أن رابطة ثنائية تربط الذرات على جانبيها.

يمكن التعبير عن الرابطة الثلاثية بثلاثة خطوط ( HC≡CH ) أو ثلاثة أزواج من النقاط ( HC:::CH )، وإذا كان هناك احتمال للغموض، فيمكن استخدام خط واحد أو زوج من النقاط للإشارة إلى رابطة واحدة.

يمكن التعبير عن الجزيئات التي تحتوي على مجموعات وظيفية متعددة متماثلة بوضع المجموعة المتكررة بين قوسين دائريين . على سبيل المثال، يمكن كتابة الإيزوبيوتان على النحو التالي : (CH₃ ) ₃CH₃ . تشير هذه الصيغة البنائية المكثفة إلى ترابط مختلف عن الجزيئات الأخرى التي يمكن تكوينها باستخدام الذرات نفسها وبنفس النسب ( المتشكلات ). تشير الصيغة (CH₃ ) ₃CH₃ إلى ذرة كربون مركزية مرتبطة بذرة هيدروجين واحدة وثلاث مجموعات ميثيل ( CH₃ ). يمكن استخدام العدد نفسه من ذرات كل عنصر ( 10 ذرات هيدروجين و4 ذرات كربون ، أو C₄H₁₀ ) لتكوين جزيء ذي سلسلة مستقيمة ، وهو البيوتان العادي : CH₃CH₂CH₂CH₃ .

الصيغة الكيميائية البلورية

عادةً ما تُغفل الصيغ الكيميائية للبلورات غير العضوية معلوماتٍ هيكليةً قيّمةً لعلماء البلورات والمعادن، مثل نوع الارتباط ( البُعد ) للشبكات الفرعية داخل البلورة، ومتعدد السطوح التناسقي ( الهندسة التناسقية للغلاف التناسقي الأول ) لكل ذرة، والترابط الهيكلي بين الوحدات الفرعية. [ 1 ] وقد اقترح الاتحاد الدولي لعلم البلورات (IUCr) تدوينًا للصيغ الكيميائية البلورية يُوسّع الصيغ القياسية بإضافة شروح اختيارية لهذه العناصر. [ 2 ]

على سبيل المثال، في حين أن الكوارتز والسيليكا الليفية والستيشوفيت جميعها لها نفس وحدة الصيغة SiO 2 ، فإن صيغها الكيميائية البلورية توضح الاختلافات الهيكلية بين هذه الأشكال المتعددة للسيليكا: يمكن وصف الكوارتز بأنه 3 ∞ [ Si [4 t ]｢1;4｣ O 2 ] ، مما يشير إلى أنه يحتوي على بنية شبكية ثلاثية الأبعاد مع هندسة تنسيق رباعية الأوجه عند كل ذرة Si، حيث يرتبط كل رباعي أوجه SiO 4 بأربعة رباعيات أوجه مجاورة عبر ذرات O مشتركة مفردة؛ يمكن وصف السيليكا الليفية بأنها 1 ∞ [Si [4 t ]｢2;2｣ O 2 ] ، مما يشير إلى أنها تتكون من سلاسل أحادية البعد من رباعيات أوجه SiO 4 ، يرتبط كل منها باثنين آخرين عبر أزواج مشتركة من ذرات O؛ ويمكن وصف معدن الستيشوفيت بأنه 3 ∞ [Si [6 o ]｢1,1,1,1,1,1,1,1,2,2;10｣ O 2 ] ، مما يشير إلى أنه يمتلك بنية شبكية ثلاثية الأبعاد ذات هندسة تنسيق ثماني السطوح عند كل ذرة سيليكون، حيث يرتبط كل ثماني سطوح SiO 6 بعشرة ثماني سطوح مجاورة، ثمانية منها عبر ذرات أكسجين مشتركة مفردة، واثنان عبر أزواج مشتركة من ذرات الأكسجين. [ 2 ]   

الأسماء الكيميائية كحلٍّ لقيود الصيغ الكيميائية

يحتوي الألكين المسمى بيوت-2-ين على متصاوغين، لا تُحددهما الصيغة الكيميائية CH₃CH =CHCH₃ . يجب الإشارة إلى الوضع النسبي لمجموعتي الميثيل برمز إضافي يُبين ما إذا كانتا على نفس جانب الرابطة المزدوجة ( سيس أو Z ) أو على جانبين متقابلين ( ترانس أو E ). [ 3 ]

كما ذُكر سابقًا، قد يتطلب تمثيل الصيغ البنائية الكاملة للعديد من المركبات العضوية وغير العضوية المعقدة استخدام تسمية كيميائية تتجاوز بكثير الموارد المتاحة المستخدمة سابقًا في الصيغ المختصرة البسيطة. انظر إلى تسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) للكيمياء العضوية وتسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) للكيمياء غير العضوية لعام 2005 للاطلاع على أمثلة. إضافةً إلى ذلك، تسمح أنظمة التسمية الخطية، مثل المعرف الكيميائي الدولي (InChI)، للحاسوب بإنشاء الصيغة البنائية، كما يسمح نظام إدخال البيانات الجزيئية المبسط (SMILES) بإدخال بيانات ASCII أكثر سهولة في القراءة. مع ذلك، تتجاوز جميع أنظمة التسمية هذه معايير الصيغ الكيميائية، وهي من الناحية الفنية أنظمة تسمية كيميائية وليست أنظمة صيغ. [ 4 ]

البوليمرات في الصيغ المكثفة

في الصيغ الكيميائية المكثفة للبوليمرات ، تُوضع الأقواس حول الوحدة المتكررة. على سبيل المثال، جزيء الهيدروكربون الموصوف بالصيغة CH₃ (CH₂ ) ₅₀CH₃ هو جزيء يحتوي على خمسين وحدة متكررة. إذا كان عدد الوحدات المتكررة غير معروف أو متغيرًا، فيمكن استخدام الحرف n للإشارة إلى هذه الصيغة : CH₃ ( CH₂ ) ₙCH₃ .

الأيونات في الصيغ المكثفة

بالنسبة للأيونات ، يُمكن الإشارة إلى شحنة ذرة معينة برمز علوي على اليمين. على سبيل المثال، Na⁺ أو Cu²⁺ . كما يُمكن إظهار الشحنة الكلية لجزيء مشحون أو أيون متعدد الذرات بهذه الطريقة، كما هو الحال مع أيون الهيدرونيوم H₃O⁺ أو أيون الكبريتات SO₄²⁻ . هنا ، يُستخدم الرمز + بدلاً من +1 والرمز -1 بدلاً من −1 على التوالي.

بالنسبة للأيونات الأكثر تعقيدًا، تُستخدم الأقواس المربعة [ ] غالبًا لتضمين الصيغة الأيونية، كما في [ B12H12 ] 2− ، الموجودة في مركبات مثل دوديكابورات السيزيوم ، Cs2 [ B12H12 ] . يمكن وضع الأقواس ( ) داخل الأقواس المربعة للإشارة إلى وحدة متكررة، كما في كلوريد سداسي أمين الكوبالت (III) ، [ Co (NH3 ) 6 ] 3 + Cl − 3 . هنا، يشير (NH3 ) 6 إلى أن الأيون يحتوي على ست مجموعات أمين ( NH3 ) مرتبطة بالكوبالت ، وتُحيط [ ] بالصيغة الكاملة للأيون بشحنة +3.

هذا اختياري تمامًا؛ فالصيغة الكيميائية صحيحة سواءً أُضيفت معلومات التأين أم لا، ويمكن كتابة كلوريد سداسي أمين الكوبالت (III) على النحو التالي: [ Co (NH₃)₆]³⁺Cl⁻³ أو [ Co ( NH₃ ) ₆ ] Cl₃ . تتصرف الأقواس ، مثل الأقواس العادية، في الكيمياء كما في الرياضيات، حيث تجمع المصطلحات معًا - فهي ليست مخصصة فقط لحالات التأين. في الحالة الأخيرة هنا، تشير الأقواس العادية إلى 6 مجموعات متماثلة الشكل، مرتبطة بمجموعة أخرى بحجم 1 (ذرة الكوبالت)، ثم ترتبط المجموعة بأكملها، كوحدة واحدة، بثلاث ذرات كلور. في الحالة الأولى، يكون من الواضح أن الرابطة التي تربط ذرات الكلور أيونية وليست تساهمية . 

النظائر

على الرغم من أن النظائر أكثر أهمية في الكيمياء النووية أو كيمياء النظائر المستقرة منها في الكيمياء التقليدية، إلا أنه يمكن الإشارة إلى النظائر المختلفة برمز علوي في الصيغة الكيميائية. على سبيل المثال، أيون الفوسفات الذي يحتوي على الفوسفور المشع -32 هو [ 32PO4 ] 3− . كذلك ، قد تتضمن دراسة نسب النظائر المستقرة جزيء 18O 16O .

يُستخدم أحيانًا رمز سفلي على اليسار بشكل زائد للإشارة إلى العدد الذري . على سبيل المثال، 8O₂ للأكسجين الجزيئي، و 16 O₈2 هو أكثر أنواع النظائر وفرةً من الأكسجين الجزيئي. وهذا مفيد عند كتابة معادلاتالتفاعلات النووية، لإظهار توازن الشحنة بشكل أوضح.

الذرات المحصورة

الصيغة التقليدية: MC 60 صيغة "@": M@C 60

يشير الرمز @ ( علامة @ ) إلى ذرة أو جزيء محصور داخل قفص ولكنه غير مرتبط به كيميائيًا. على سبيل المثال، يُرمز إلى جزيء البكمينستر فوليرين ( C60 ) الذي يحتوي على ذرة (M) ببساطة بالرمز MC60 ، بغض النظر عما إذا كانت M داخل الفوليرين بدون رابطة كيميائية أو خارجه مرتبطة بإحدى ذرات الكربون. باستخدام الرمز @، يُرمز إليه بالرمز M@C60 إذا كانت M داخل شبكة الكربون. مثال آخر غير الفوليرين هو [ As@Ni12As20 ] 3− ، وهو أيون تُحصر فيه ذرة زرنيخ (As) واحدة داخل قفص يتكون من الذرات الـ 32 الأخرى.

تم اقتراح هذه الصيغة في عام 1991 [ 5 ] مع اكتشاف أقفاص الفوليرين ( الفوليرينات الداخلية )، التي يمكنها احتجاز ذرات مثل اللانثانوم لتكوين، على سبيل المثال، La@ C60 أو La@ C82 . وقد أوضح المؤلفون اختيار هذا الرمز لكونه موجزًا، وسهل الطباعة والنقل إلكترونيًا (علامة @ مضمنة في ASCII ، الذي تعتمد عليه معظم أنظمة ترميز الأحرف الحديثة)، بالإضافة إلى الجوانب البصرية التي توحي ببنية الفوليرين الداخلي.

الصيغ الكيميائية غير المتكافئة

تستخدم الصيغ الكيميائية في أغلب الأحيان أعدادًا صحيحة لكل عنصر. مع ذلك، توجد فئة من المركبات، تُسمى المركبات غير المتكافئة ، لا يمكن تمثيلها بأعداد صحيحة صغيرة. قد تُكتب هذه الصيغة باستخدام كسور عشرية ، كما في Fe 0.95 O ، أو قد تتضمن جزءًا متغيرًا يُمثل بحرف، كما في Fe 1− x O ، حيث x عادةً ما تكون أقل بكثير من 1.

الأشكال العامة للمركبات العضوية

تُسمى الصيغة الكيميائية المستخدمة لسلسلة من المركبات التي تختلف عن بعضها البعض بوحدة ثابتة بالصيغة العامة . وهي تُنتج سلسلة متجانسة من الصيغ الكيميائية. على سبيل المثال، يمكن تمثيل الكحولات بالصيغة CₙH₂ₙ₊₁OH ( حيث n ≥ 1 )، مما يُعطي المتجانسات: الميثانول ، والإيثانول ، والبروبانول ، حيث 1 ≤ n ≤ 3 .

نظام التلال

نظام هيل (أو ترميز هيل) هو نظام لكتابة الصيغ الكيميائية التجريبية والجزيئية ومكونات الصيغة المكثفة، بحيث يُشار أولاً إلى عدد ذرات الكربون في الجزيء ، ثم عدد ذرات الهيدروجين ، ثم عدد جميع العناصر الكيميائية الأخرى ، مرتبةً أبجديًا حسب رموزها الكيميائية . وعندما لا تحتوي الصيغة على الكربون، تُدرج جميع العناصر، بما فيها الهيدروجين، أبجديًا.

من خلال فرز الصيغ وفقًا لعدد ذرات كل عنصر موجود في الصيغة وفقًا لهذه القواعد، مع اعتبار الاختلافات في العناصر أو الأرقام السابقة أكثر أهمية من الاختلافات في أي عنصر أو رقم لاحق - مثل فرز سلاسل النصوص بترتيب معجمي - من الممكن تجميع الصيغ الكيميائية فيما يُعرف بترتيب نظام هيل.

نُشر نظام هيل لأول مرة بواسطة إدوين أ. هيل من مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة في عام 1900. [ 6 ] وهو النظام الأكثر استخدامًا في قواعد البيانات الكيميائية والفهارس المطبوعة لفرز قوائم المركبات. [ 7 ]

تُرتّب قائمة الصيغ وفقًا لنظام هيل أبجديًا، كما هو موضح أعلاه، حيث تأتي العناصر المكونة من حرف واحد قبل الرموز المكونة من حرفين عندما تبدأ الرموز بنفس الحرف (لذا يأتي "B" قبل "Be"، الذي يأتي قبل "Br"). [ 7 ]

تم كتابة الصيغ التالية باستخدام نظام هيل، وهي مدرجة بترتيب هيل:

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بارثي، إي. [في ويكي بيانات] (15 يناير 1980). "الصيغ الكيميائية البلورية للهياكل البلورية غير العضوية البسيطة". مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم ب: علم البلورات البنيوي وكيمياء البلورات . 36 (1): 1-7 . doi : 10.1107/S0567740880002312 .
  2. 1 2 ليما دي فاريا، ج.؛ هيلنر، إ.؛ ليباو، ف.؛ ماكوفيكي، إ.؛ بارثي، إ. [في ويكي بيانات] (1 يناير 1990). "تسمية أنواع البنية غير العضوية. تقرير اللجنة الفرعية لتسمية أنواع البنية غير العضوية التابعة للجنة التسمية البلورية للاتحاد الدولي لعلم البلورات". مجلة أكتا كريستالوغرافيكا، القسم أ . 46 (1): 1-11 . doi : 10.1107/S0108767389008834 .
  3. ↑ بوروز، أندرو. (21-03-2013). الكيمياء³ : مدخل إلى الكيمياء غير العضوية والعضوية والفيزيائية ( الطبعة الثانية). أكسفورد: مطبعة جامعة أكسفورد. ISBN   978-0-19-969185-2. OCLC 818450212 . 
  4. ↑ مايلز، ليندا. "دليل المكتبة: CHE 120 - مقدمة في الكيمياء العضوية - الكتاب المدرسي: الفصل 1 - مراجعة الكيمياء العضوية / الهيدروكربونات" . guides.hostos.cuny.edu . تاريخ الاسترجاع: 13 يوليو 2024 .
  5. ↑ تشاي، يان؛ غو، تينغ؛ جين، تشانغمينغ؛ هوفلر، روبرت إي.؛ شيبانتي، إل بي فيليبي؛ فوري، جان؛ وانغ، ليهونغ؛ ألفورد، جيه مايكل؛ سمولي، ريتشارد إي. (1991). "الفوليرينات المحتوية على معادن في داخلها". مجلة الكيمياء الفيزيائية . 95 (20): 7564-7568 . doi : 10.1021/j100173a002 .
  6. ↑ إدوين أ. هيل (1900). "حول نظام فهرسة الأدبيات الكيميائية؛ اعتمدته شعبة التصنيف في مكتب براءات الاختراع الأمريكي" . مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية 22 (8): 478-494 . Bibcode : 1900JAChS..22..478H . doi : 10.1021/ja02046a005 . hdl : 2027/uiug.30112063986233 .
  7. 1 2 ويغينز، غاري. (1991). مصادر المعلومات الكيميائية. نيويورك: ماكجرو هيل. ص 120.
  • بيتروتشي، رالف هـ.؛ هاروود، ويليام س.؛ هيرينغ، ف. جيفري (2002). "3" . الكيمياء العامة: المبادئ والتطبيقات الحديثة (الطبعة الثامنة  ). أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: برنتيس هول. ISBN 978-0-13-014329-7LCCN 2001032331 . OCLC 46872308 .​