1.Химические соединения

Блестящий металл натрий (Na) довольно мягкий и легко режется ножом. При контакте натрия со влажной кожей происходит моментальный взрыв. Хлор (Cl) - ядовитый, удушающий газ желтоватого цвета. Однако соединение с натрия с хлором - хлорид натрия (NaCl) - относительно безвредный усилитель вкуса, который мы знаем как поваренную соль. Сахар - ещё один пример химического соединения. Молекула сахара состоит из кислорода (O), водорода (H) и углерода (C). Чистый углерод входит в состав в ювелирных украшении и карандашей, водород используется как топливо для ракетных двигателей, газообразный кислород - один из компонентов воздуха. Но вместе они образуют сладкий белый кристаллический сахар.Химические и физические свойства соединений отличаются от свойств элементов их образующих.

Не путайте химические соединения и смеси.В смесях элементы смешиваются в любых пропорцияхВ химическом соединении элементы соединяются в строго определённых пропорциях.Рассмотрим разницу между водородно-кислородной смесью и водой: Водородно-кислородная смесь может иметь любые пропорции газообразного водорода и кислорода. Вода, напротив, состоит из молекул воды, которые всегда содержат два атома водорода на каждый атом кислорода. Вода имеет определенное соотношение водорода к кислороду.

Соединения состоят из атомов, удерживаемых вместе химическими связями. Химические связи образуются из-за притяжения между заряженными частицами (электронами и протонами), из которых состоят атомы.Заряженные частицы действуют друг на друга электростатическими силами: одноименные заряды отталкиваются, а противоположные притягиваются. Эти силы ответственны за химическую связь. 

Ковалентные связиКогда неметалл связывается с другим неметаллом, ни один из атомов не передает свой электрон другому. Вместо этого связывающие атомы делят часть своих электронов друг с другом. Ковалентно связанные атомы образуют молекулу, поэтому мы называем такие соединения молекулярными. Ионные связиМеталлы имеют тенденцию терять электроны, а неметаллы имеют тенденцию их приобретать. Следовательно, когда металл взаимодействует с неметаллом, он может передать один или несколько своих электронов неметаллу. Затем атом металла становится катионом (положительно заряженным ионом), а атом неметалла становится анионом (отрицательно заряженным ионом). Эти противоположно заряженные ионы притягиваются друг к другу электростатическими силами. Образуется ионное  соединение, которое в твердом виде состоит из решетки — трехмерного массива чередующихся катионов и анионов.

CO₂ — это химическая формула двуокиси углерода, который мы вдыхаем без какого-либо вреда для здоровья. CO₂ используются растениями в важнейшем химическом процессе на планете – фотосинтезе.Если мы изменим индекс кислорода в формуле CO2, то получим соединение СО – угарный газ, являющийся опасным токсином. При вдыхании угарный газ нарушает способность крови переносить кислород, что может привести к летальному исходу. CO является основным веществом, ответственным за гибель людей, которые вдыхают слишком много автомобильных выхлопных газов. Нижние индексы для данного соединения никогда не меняются.

В химической формуле обычно указывают сначала наиболее металлические элементы. Поэтому формула поваренной соли — NaCl, а не ClNa. В соединениях, которые не включают металл, мы сначала пишем более металлоподобный элемент.

Некоторые химические формулы содержат группы атомов, которые действуют как единое целое. Например, соединение Mg(NO₃)₂ содержит один атом магния и две группы NO₃.     Часто группа атомов имеет заряд и называются многоатомными ионами. Например, (NO₃)^- - это многоатомный ион с зарядом 1-. Атомы внутри многоатомного иона связанны ковалентными связями. Между магнием и двумя нитратами (NO₃)^-

Посчитаем количество атомов в соединении Mg(NO₃)₂:Магний: 1 MgАзот: умножаем индекс за скобками на индекс внутри скобок 1 * 2 = 2 NКислорд: умножаем индекс за скобками на индекс внутри скобок 3 * 2 = 6 O

1.Молекулярная формула – это фактическое количество атомов каждого элемента в молекуле соединения.2. Эмпирическая — это простейшее целочисленное отношение атомов каждого элемента в соединении.Например, для углекислого газа молекулярная и эмпирическая формула будет СО₂, так как единственное возможное соотношение углерода и кислорода в таких пропорциях. Для глюкозы молекулярная формула будет С₆H₁₂O₆. Эмпирическая формула глюкозы - СH₂O3. В структурной формуле используются линии для обозначения химических связей. Линии показывают, как атомы в молекуле связаны друг с другом.  

Как показывают атомы на рисунках (две модели):1.Шаро-стержневая модель показывает атомы в виде шариков, а химические связи — в виде стержней. Шарики и палочки соединены, образуя форму молекулы. Каждый шарик имеет свой цвет.2. Самая точная с научной точки зрения модель атома показывает шарики, заполняющие вокруг себя пространство (space-filling model). Такая модель показывает реальное расположение атомов и их размеры.