Химические соединения
От элементов к реальным веществам.
Вода, соли, сахара и газы состоят из элементов, но их свойства определяются связями, геометрией и структурой. Ищите по знакомому названию или формуле и изучайте 50 соединений.
Справочная коллекция
50 соединений, выбранных для изучения разных химических идей.
Коллекция организована по химическому смыслу, а не по алфавиту. Ищите по названию или формуле.
H₂OВодаВода — H₂O. Две связывающие пары и две неподелённые пары у кислорода задают угловую геометрию; диполи двух связей O–H не компенсируются.CO₂Диоксид углеродаДиоксид углерода — CO₂. Молекула O=C=O линейна, а два диполя связей C=O равны по величине и направлены противоположно.NH₃АммиакАммиак — NH₃. У азота три связи N–H и одна неподелённая электронная пара, поэтому молекула имеет тригонально-пирамидальную форму.CH₄МетанМетан — CH₄, простейший алкан. Углерод находится в центре тетраэдра, а четыре связи C–H эквивалентно ориентированы в пространстве.NaClХлорид натрияХлорид натрия — NaCl, ионное твёрдое вещество из Na⁺ и Cl⁻. В кристалле NaCl — формульная единица, а не отдельная молекула.CaCO₃Карбонат кальцияКарбонат кальция CaCO₃ состоит из катионов Ca²⁺ и анионов CO₃²⁻. Карбонат-ион плоский, а три связи C–O становятся эквивалентными благодаря резонансу.NaHCO₃Гидрокарбонат натрияГидрокарбонат натрия NaHCO₃ состоит из Na⁺ и HCO₃⁻. Ион гидрокарбоната может и принимать, и отдавать протон, поэтому он амфипротен.NaOHГидроксид натрияГидроксид натрия NaOH — ионное твёрдое вещество из Na⁺ и OH⁻. В воде ионы разделяются, а гидроксид-ион определяет сильную основность раствора.HClХлороводородХлороводород HCl — полярная двухатомная молекула. Хлор сильнее притягивает электронную плотность связи, поэтому H несёт частичный положительный, а Cl — частичный отрицательный заряд.H₂SO₄Серная кислотаСерная кислота H₂SO₄ — сильно полярная оксокислота. Атом серы связан с четырьмя атомами кислорода; два из них входят в гидроксильные группы, способные отдавать протоны.H₂O₂Пероксид водородаПероксид водорода H₂O₂ содержит одинарную связь O–O. Каждый атом кислорода связан с H и имеет неподелённые электронные пары; молекула не является плоской.C₂H₆OЭтанолЭтанол — C₂H₆O, часто записываемый как CH₃CH₂OH. Молекула сочетает сравнительно неполярный этильный фрагмент и полярную гидроксильную группу.C₂H₄O₂Уксусная кислотаУксусная кислота — C₂H₄O₂, часто записываемая как CH₃COOH. Карбоксильная группа объединяет карбонильную и гидроксильную функции у одного атома углерода.C₆H₁₂O₆ГлюкозаГлюкоза — моносахарид C₆H₁₂O₆. Открытая цепь содержит альдегидную группу, но в воде преобладают циклические полуацетальные формы.C₆H₁₂O₆ФруктозаФруктоза — моносахарид C₆H₁₂O₆ и кетогексоза. В открытой цепи карбонильная группа находится у второго атома углерода.C₁₂H₂₂O₁₁СахарозаСахароза — дисахарид C₁₂H₂₂O₁₁ из остатка глюкозы и остатка фруктозы, соединённых α(1→2)β-гликозидной связью.HNO₃Азотная кислотаАзотная кислота HNO₃ — полярная оксокислота: азот связан с тремя атомами кислорода, один из которых несёт кислотный протон.H₃PO₄Фосфорная кислотаФосфорная кислота H₃PO₄ содержит три группы O–H и может отдавать в воде до трёх протонов последовательно.C₆H₈O₇Лимонная кислотаЛимонная кислота C₆H₈O₇ содержит три карбоксильные группы и одну гидроксильную. Три группы –COOH способны последовательно отдавать протоны.CH₄N₂OМочевинаМочевина CO(NH₂)₂ содержит карбонильную группу и две аминогруппы. Неподелённые пары азота участвуют в резонансе с карбонильной системой.C₃H₆OАцетонАцетон C₃H₆O — кетон, в котором карбонильный углерод связан с двумя метильными группами. Полярная связь C=O делает этот углерод электрофильным, а кислород — акцептором водородной связи.C₆H₆БензолБензол C₆H₆ — плоское шестичленное углеродное кольцо с шестью π-электронами, делокализованными по всему кольцу.SiO₂Диоксид кремнияДиоксид кремния SiO₂ в твёрдом состоянии обычно является гигантской ковалентной сетью, а не набором отдельных молекул. Каждый Si обычно связан с четырьмя O.COМонооксид углеродаМонооксид углерода CO — двухатомная молекула с прочной кратной связью C–O. Дипольный момент мал, но не равен нулю.SO₂Диоксид серыДиоксид серы SO₂ — угловая полярная молекула. Связи S–O удобно описывать резонансом, и молекула имеет постоянный дипольный момент.NO₂Диоксид азотаДиоксид азота NO₂ — угловая молекула с нечётным числом электронов. Неспаренный электрон делает её радикалом и придаёт парамагнитные свойства.CH₄OМетанолМетанол CH₃OH — простейший спирт. Полярная группа O–H позволяет ему образовывать сильные водородные связи с водой.CH₂OФормальдегидФормальдегид CH₂O — простейший альдегид. Сильно поляризованная связь C=O делает карбонильный углерод выраженным электрофильным центром.C₃H₈O₃ГлицеринГлицерин C₃H₈O₃ — спирт с тремя гидроксильными группами. Три –OH делают молекулу очень полярной и способной к множественным водородным связям.C₂H₆O₂ЭтиленгликольЭтиленгликоль C₂H₆O₂ — диол HO–CH₂–CH₂–OH. Две гидроксильные группы обеспечивают высокую полярность и способность к водородным связям.C₃H₆O₃Молочная кислотаМолочная кислота C₃H₆O₃ содержит карбоксильную группу –COOH и гидроксильную –OH. Центральный атом углерода связан с четырьмя разными заместителями, поэтому существуют два энантиомера.C₂H₂O₄Щавелевая кислотаЩавелевая кислота C₂H₂O₄ — простейшая дикарбоновая кислота: две группы –COOH непосредственно соседствуют. Оба протона могут отщепляться ступенчато.C₄H₈O₂ЭтилацетатЭтилацетат C₄H₈O₂ — сложный эфир с полярной карбонильной группой C=O и этоксильным фрагментом. Связи O–H в молекуле нет.C₆H₆OФенолФенол C₆H₆O — бензольное кольцо с группой –OH. Неподелённые пары кислорода могут взаимодействовать с ароматической π-системой.C₇H₈ТолуолТолуол C₇H₈ — бензольное кольцо с метильной группой –CH₃. Ароматические π-электроны остаются делокализованными по кольцу.C₃H₈ПропанПропан C₃H₈ — насыщенный углеводород с тремя sp³-гибридизованными атомами углерода. Все связи C–C и C–H являются σ-связями.C₂H₄Этен (этилен)Этен C₂H₄ содержит двойную связь C=C. Оба атома углерода sp²-гибридизованы, а их окружение близко к тригонально-плоскому.C₂H₂Этин (ацетилен)Этин C₂H₂ содержит тройную связь C≡C. Оба атома углерода sp-гибридизованы, поэтому H–C≡C–H является линейной молекулой.Na₂CO₃Карбонат натрияКарбонат натрия Na₂CO₃ состоит из катионов Na⁺ и плоских анионов CO₃²⁻. В твёрдом состоянии они образуют ионную кристаллическую решётку.Ca(OH)₂Гидроксид кальцияГидроксид кальция Ca(OH)₂ — ионное твёрдое вещество из Ca²⁺ и OH⁻. Его растворимость в воде ограничена, но растворившаяся часть сильно диссоциирует.Fe₂O₃Оксид железа(III)Оксид железа(III) Fe₂O₃ — кристаллическое твёрдое вещество, которое можно формально описать как сеть Fe³⁺ и O²⁻. В природе широко встречается в гематите, важной железной руде.Al₂O₃Оксид алюминияОксид алюминия Al₂O₃ — чрезвычайно устойчивое твёрдое вещество. В структуре корунда Al³⁺ и O²⁻ образуют плотную решётку с сильным ионным и заметным ковалентным вкладом в связь.MgOОксид магнияОксид магния MgO — кристаллическое вещество из Mg²⁺ и O²⁻. Типичная структура близка к решётке каменной соли, где каждый ион окружён ионами противоположного заряда.KNO₃Нитрат калияНитрат калия KNO₃ состоит из K⁺ и NO₃⁻. Нитрат-ион плоский, а три связи N–O эквивалентны благодаря резонансной делокализации.NH₄NO₃Нитрат аммонияНитрат аммония NH₄NO₃ состоит из NH₄⁺ и NO₃⁻. В одном кристалле азот присутствует в двух очень разных степенях окисления, что связано с необычной редокс-химией соединения.NH₄ClХлорид аммонияХлорид аммония NH₄Cl состоит из тетраэдрических ионов NH₄⁺ и ионов Cl⁻. В твёрдом состоянии они образуют упорядоченную ионную решётку.NaOClГипохлорит натрияГипохлорит натрия NaOCl состоит из Na⁺ и OCl⁻. В гипохлорите хлор имеет степень окисления +1, поэтому анион участвует и в кислотно-основных, и в окислительно-восстановительных процессах.KMnO₄Перманганат калияПерманганат калия KMnO₄ состоит из K⁺ и интенсивно окрашенного MnO₄⁻. Перманганат-ион приблизительно тетраэдричен, а Mn находится в степени окисления +7.CuSO₄Сульфат меди(II)Сульфат меди(II) CuSO₄ состоит из Cu²⁺ и SO₄²⁻. В воде Cu²⁺ образует гидратированные комплексы, которые придают растворам характерную синюю окраску.CaSO₄Сульфат кальцияСульфат кальция CaSO₄ состоит из Ca²⁺ и SO₄²⁻. В природе встречается как безводный ангидрит и как гидраты, особенно гипс CaSO₄·2H₂O.
—