Как читать индексы, скобки и коэффициенты?

Опорная карта

Схема модели

Учебная модель · частицы и расстояния не в масштабе

Только бумага и готовые данные. Не получайте газы, не нагревайте вещества, не используйте электрическое оборудование; неизвестные вещества не трогайте, не пробуйте и не нюхайте.

Ситуация и вопрос

Две записи 2H₂O и H₂O₂ различаются не только местом цифры. В первой — две молекулы воды, во второй — одна молекула другого вещества. Как сделать счёт прозрачным? Разделите вопросы «сколько частиц?» и «что внутри одной частицы?». Работаем с обозначениями и бумагой, не с перекисью водорода.

Новые слова без пропусков

Коэффициент перед формулой умножает число всех её атомов или формульных единиц. Скобки объединяют группу, а индекс после скобок умножает всё внутри. В Ca(OH)₂ один Ca, два O и два H. OH⁻ — гидроксид-ион с зарядом −1; здесь группа сохраняется при записи состава соединения с Ca²⁺.

Предскажите

Предскажите число H и O в 3H₂O. Затем посчитайте Ca, O и H в 2Ca(OH)₂. Нужно ли удваивать только H, потому что он стоит ближе к индексу 2? Запишите промежуточный состав одной формульной единицы, а уже затем примените коэффициент.

Исследуйте или разберите данные

Создайте таблицу «запись — одна единица — коэффициент — всего». Строки: H₂O; 3H₂O; Ca(OH)₂; 2Ca(OH)₂; Al₂(SO₄)₃. Последняя запись дана как готовая формула: SO₄²⁻ — сульфат-ион, его внутренние связи сейчас не выводим. Ни гидроксиды, ни кислоты смешивать не требуется.

Разобранный пример

3H₂O даёт 6 H и 3 O. Одна единица Ca(OH)₂:1 Ca,2 O,2 H; две:2 Ca,4 O,4 H. Для Al₂(SO₄)₃:2 Al,3 S,12 O. Заряды двух Al³⁺ и трёх SO₄²⁻ взаимно уравновешены. Скобки умножили и S, и O, но не Al перед ними.

Где легко ошибиться

Ошибка: менять индекс при подсчёте количества. H₂O₂ не является сокращённой записью двух H₂O: состав отдельной молекулы другой. У ионного соединения не придумываем молекулы Ca(OH)₂; считаем формульные единицы. У молекулы коэффициент может обозначать счёт частиц, а позже — количество вещества в уравнении при согласованных единицах.

Перенос в новый случай

Самостоятельно разберите 3Mg(OH)₂ и 2Al₂(SO₄)₃. Посчитайте атомы каждого элемента во всём выражении. Затем сравните 2O и O₂: одинаково ли общее число атомов и одинаково ли их объединение? Объясните ответ словами, а не только итоговым числом.

Ответ и проверка памяти

Проверка: 3Mg,6 O,6 H; 4 Al,6 S,24 O. В 2O и O₂ по два атома кислорода, но 2O обозначает два отдельных атома, O₂ — одну двухатомную молекулу. По памяти сформулируйте порядок: внутренняя группа → индекс → состав единицы → коэффициент. Не выводите безопасность вещества из простоты формулы.

Задание

1. Сколько O в Al₂(SO₄)₃?
2. Сколько H в 4H₂O?
3. Одинаковы ли частицы 2H и H₂?

Ответы

Дневник исследователя

Запишите свой первый ответ до чтения разбора. Для каждой ошибки отметьте конкретный шаг: модель частиц, счёт электронов, баланс зарядов, скобки или граница вывода. Исправьте объяснение, затем придумайте новый пример и решите его без подсказки.

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы

• OpenStax: chemical formulas
• OpenStax: ionic formulas

Чем валентность отличается от заряда иона?

Дело о соли: что доказывают формулы и модели связей?