مترجم : بهروزی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
معادلات اسکلتی یکی از روش‌های اصلی برای نشان دادن واکنش‌های شیمیایی هستند. در اینجا کلیک کنید تا بدانید که معادلات اسکلتی چه چیزی هستند و چگونه نوشته می‌شوند.
نکته :
اکسیژن یک عنصر دو اتمی است که همیشه به صورت
در طبیعت یافت می‌شود. عناصر دو اتمی دیگر 
، 
،
، 
، 
، 
و
هستند – همه‌ی اینها گاز هستند. در نتیجه فرد باید مراقب باشد تا از فرمول مناسب این عناصر به هنگام جایگزین کردن آنها در معادلات اسکلتی استفاده بکند. بقیه عناصر می‌توانند به شکل تک اتمی نمایش داده شوند.ما خودمان و کل دنیا از 118 عنصر شناخته شده در جدول تناوبی درست شده‌ایم. این شکل‌های ابتدایی مواد به طور شیمیایی با هم دیگر واکنش می‌دهند تا موجودات زنده و غیر زنده‌ی پیچیده را که در اطراف‌مان می‌بینیم، تشکیل دهند. در نتیجه بدون نیاز به گفتن، بسیار مهم است که چگونگی انجام و صورت گرفتن این واکنش‌های شیمیایی مهم را مطالعه کنیم.
اما برای این که قادر باشیم حدوداً هزاران واکنش شیمیایی ممکن را مطالعه کنیم باید روش مناسب نمایش آنها در حالت نوشتاری را طبق قوانین طبیعت که از لحاظ ریاضی نیز درست است، بدانیم. برای این کار، دانشمندان کل دنیا از معادلات شیمیایی استفاده می‌کنند.
معادلات اسکلتی شکلی از معادلات شیمیایی هستند که روش سریع و راحت نوشتن معادلات ریاضی هستند. آنها یک گام مهم در شیمی محسوب می‌شوند که نهایتاً منجر به توسعه‌ی معادله‌ی شیمیایی کامل می‌شوند.
در بخش‌های زیر، ما باید دریابیم که چگونه معادله‌ی اسکلتی بنویسیم. اما قبل از آن باید مروری سریع بر اصول نوشتن واکنش شیمیایی داشته باشیم.
اصول واکنش شیمیایی :
گفته می‌شود واکنش شیمیایی در شیمی، وقتی رخ می‌دهد که دو یا چند عنصر با هم دیگر واکنش دهند تا عنصر و یا عناصر جدیدی تولید کنند. مهم است ذکر کنیم که واکنش‌های شیمیایی متفاوت از فرآیندهایی مثل ذوب و یا انجماد هستند چون اینها الزاماً فرآیندهای فیزیکی هستند و در آنها فقط حالت ماده عوض می‌شود.در واکنش‌های شیمیایی، پیوندهای اتمی و یا مولکولی شکل می‌گیرند، شکسته می‌شوند و یا نو آرایی می‌شوند تا محصول متفاوت از نظر شیمیایی تولید شود. در نتیجه مثلاً با این که انجماد آب به یخ صرفاً یک فرآیند فیزیکی است اما ترکیب شیمیایی سدیم و گاز کلر منجر به تشکیل سدیم کلرید (نمک) می‌شود که یک واکنش شیمیایی است.
اصلی‌ترین و ابتدایی‌ترین عناصر هر واکنش شیمیایی، واکنش دهنده‌ها و محصولات هستند. واکنش دهنده‌ها عناصر اصلی (اتم‌ها و مولکول‌ها) هستند که تحت شرایط مناسب به طور شیمیایی با هم دیگر واکنش می‌دهند. محصولات، مولکول‌هایی هستند که در نتیجه واکنش شیمیایی، به دست می‌آیند. در نتیجه واکنش شیمیایی می‌تواند به صورت زیر بیان شود :
واکنش دهنده‌ها→ محصولات
همان طور که در بالا نشان داده شده است، معمولاً واکنش دهنده‌ها در سمت چپ و محصولات در سمت راست نوشته می‌شوند. پیکان نشان می‌دهد که واکنش دهنده‌ها موجب بروز و یا تولید محصولات می‌شوند.نوشتن واکنش شیمیایی :
فرآیند اصلی نوشتن واکنش شیمیایی شامل ابتدا نوشتن معادله‌ی کلمه‌ای و سپس معادله‌ی اسکلتی و در نهایت معادله‌ی موازنه است. معادله‌ی اسکلتی، گام میانی است که تبدیل معادله‌ی بیان شده با کلمات را به معادله‌ی شیمیایی موازنه و دقیق، ممکن می‌سازد. بیایید در مورد این سه نوع معادله، بیشتر یاد بگیریم.معادلات کلمه‌ای :
در شیمی، یک معادله ابتدایی‌ترین روش بیان واکنش شیمیایی است. در این معادله، واکنش با نوشتن نام‌های واکنش دهنده‌ها و محصولات به انگلیسی لاتین، بیان می‌شود. در زیر مثالی از معادله‌ی کلمه‌ای آورده شده است :سدیم + کلر → سدیم کلرید
باید ذکر کرد که در معادله‌ی کلمه‌ای علامت + به معنای "واکنش با" و پیکان به معنای " نتیجه می‌دهد" است. در نتیجه معادله‌ی کلمه‌ای بالا لفظاً به معنای این است که سدیم با کلر واکنش می‌دهد و سدیم کلرید را نتیجه می‌دهد.
معادلات اسکلتی :
قدم بعدی به سمت نوشتن معادله‌ی شیمیایی کامل، نوشتن معادله‌ی اسکلتی است. معادله‌ی اسکلتی به صورت روش استفاده از فرمولها، برای نشان دادن مواد شیمیایی که بخشی از واکنش شیمیایی هستند، تعریف می‌شود. در واقع این همان معادله‌ی کلمه‌ای است و تنها تفاوتش این است که نام‌های واکنش دهنده‌ها و محصولات با نمادهای شیمیاییشان جایگزین می‌شود.علاوه بر این، در معادلات اسکلتی، حالتهای واکنش دهنده‌ها و محصولات نیز به صورت زیر وند در سمت راست هر عنصر ذکر می‌شود. نماد (s) برای نشان دادن حالت جامد، (l) برای حالت مایع، (aq) برای محلول آبی و (g) برای حالت گاز به کار میرود. این امر، سودمندی معادله‌ی اسکلتی را افزایش می‌دهد. در زیر، معادله‌ی واکنشی که در آن نمک تولید می‌شود آورده شده است :
در نتیجه معادله‌ی اسکلتی روش بهتری نسبت به معادله‌ی کلمه‌ای برای بیان واکنش شیمیایی برای ما فراهم می‌کند. اما اگر به دقت معادله‌ی مثال بالا را مشاهده کنید متوجه خواهید شد که حتی اگر دو اتم کلر در طرف واکنش دهنده‌ها باشد، تنها یک کلر در طرف محصول وجود دارد. یک اتم کلر توسط معادله‌ی اسکلتی شمارش نمیشود.
در نتیجه معادله‌ی اسکلتی تنها عناصر درگیر در واکنش شیمیایی را نشان می‌دهد و مقداری را که این عناصر با هم دیگر واکنش می‌دهند و یا تولید می‌شوند، نشان نمی‌دهد. چون مقدار واکنش دهنده‌ها در طرف چپ عمدتاً با مقدار محصولات در طرف راست فرق می‌کند، گفته می‌شود معادله‌ی اسکلتی یک معادله‌ی نامتوازن است.
معادلات موازنه :
چنین معادلات اسکلتی، اشتباه نیستند. آنها فقط نمایش نامتوازن واکنش شیمیایی هستند. برای به دست آوردن واکنش شیمیایی کامل و نهایی، معادله‌ی اسکلتی باید موازنه باشد. روند موازنه کردن با تطابق دادن معادله‌ی اسکلتی طبق قانون بقای جرم انجام می‌شود که در زیر بیان شده است.قانون بقای جرم :
در هر واکنش شیمیایی، همیشه جرم محصول با جرم واکنش دهنده‌ها برابر است.در نتیجه برای به دست آوردن معادله‌ی موازنه، باید با شمردن هر اتم و ایجاد تنظیمات مناسب در هر دو طرف، طرف چپ معادله با طرف راست معادله برابر شود. مثلاً در مورد سدیم کلرید معادله‌ی موازنه را می‌توان به صورت زیر به دست آورد :
عدد 2 اضافه شده در هر دو طرف معادله به عنوان ضریب شناخته می‌شود. آنها نشانگر تعداد هر واکنش دهنده و یا محصول (اتم یا مولکول) هستند که باید در واکنش موازنه شرکت کنند. معادله‌ی موازنه نهایی برای سدیم کلرید بیان می‌کند که دو اتم سدیم (جامد) با یک مولکول کلر (گاز) ترکیب می‌شوند و سدیم کلرید را تولید می‌کنند.
مثال‌های معادله‌ی اسکلتی و موازنه کردن آنها :
در زیر تعدادی از معادلات اسکلتی آورده شده است و پس از آن نسخه‌های موازنه آنها نوشته شده است :
برای آب :
معادله ی اسکلتی :
معادله ی موازنه :برای گوگرد دی اکسید :
معادله ی اسکلتی :
معادله ی موازنه :برای هیدرو کلریک اسید :
معادله ی اسکلتی :
معادله ی موازنه :برای آهن کلرید :
معادله ی اسکلتی :
معادله ی موازنه :
