Формульная единица

Формульная единица — реально существующая или условная группа атомов или ионов, состав которой соответствует эмпирической формуле данного вещества. Формульными единицами могут быть атомы (K, C, O), молекулы (H₂O, CO₂), катионы (K⁺, Ba²⁺), анионы (I^–, SO₄^2–), радикалы (•OH, •NO₂), условные молекулы (KOH, BeSO₄) и любые другие частицы вещества или определённые группы таких частиц, в том числе не способные к самостоятельному существованию. В число формульных единиц включаются также электроны (а в физике и другие физические частицы), которые сами химического вещества не образуют. Как и молекула, формульная единица – наименьшая порция вещества, сохраняющая его химические свойства. Для веществ молекулярного строения понятия молекулы и формульной единицы тождественны.

Использование формульных единиц

Примеры состава формульных единиц некоторых веществ:

1) диоксид кремния SiO₂ — атомная кристаллическая решётка, формульная единица состоит из одного атома кремния и двух атомов кислорода;

2) хлорид натрия NaCl — ионная кристаллическая решётка, формульная единица состоит из одного атома натрия и одного атома хлора;

3) железо Fe — металлическая кристаллическая решётка, формульная единица состоит из одного атома железа;

4) диоксид углерода CO₂ — вещество молекулярного строения, формульная единица соответствует молекуле и состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода

Число формульных единиц, содержащихся в одном моле любого вещества, называется числом Авогадро, оно равно 6,022045·10²³. Число Авогадро универсально, оно указывает на число формульных единиц вещества в его количестве, равном 1 моль, независимо от агрегатного состояния вещества.

Запись формульных единиц в уравнениях реакций означает не только, что реагируют между собой отдельные частицы веществ, но и их макропорции (в каждой из которых содержится огромное число химических частиц). Так из уравнения 2Na + 2Н₂O → 2NaOH + Н₂ следует, что два атома натрия реагируют с двумя молекулами воды и при этом образуются две формульные единицы гидроксида натрия (реально вещество состоит не из молекул, а из катионов Na⁺ и анионов ОН^–) и одна молекула водорода. Коэффициенты перед формульными единицами также означают количество вещества участвующего или образующегося в реакции.