Tabla de Contenidos
Масата на формулата , понякога наричана също тегло на формулата и представена като PF, съответства на сумата от средните атомни тегла на всички атоми, присъстващи в емпиричната формула на химическо вещество. От друга страна, молекулната маса , наричана още молекулно тегло и представена като PM, съответства на средната маса на молекула или дискретна единица от молекулно съединение. Подобно на формулната маса, молекулната маса може да се изчисли чрез добавяне на средните атомни маси на атомите, които изграждат молекулата и следователно са представени в молекулната формула.
Въпреки че са съществено различни, концепциите за формулна маса и молекулна маса са тясно свързани. И двете се изчисляват по един и същи начин и се използват с едно и също намерение. С други думи, от практическа гледна точка те са неразличими един от друг. Въпреки това, от концептуална гледна точка, те предполагат фини разлики, които са свързани с правилното използване на химическата терминология.
Молекулни формули и емпирични формули
За да разберем по-добре разликата между масата на формулата и молекулната маса, е необходимо да изясним разликата между емпиричните формули и молекулните формули, тъй като по същество тези маси не са нищо повече от сумата от масите на атомите, присъстващи в една или друга формула.
молекулярна формула
Молекулната формула е опростено представяне на химичния състав на молекулно вещество. Той показва типовете атоми, които изграждат една молекула, както и действителния брой атоми от всеки тип, присъстващи в нейната структура. В този смисъл концепцията за молекулна формула съответства само на молекулни съединения, тоест на тези, които са образувани от отделни единици, наречени молекули, в които всички атоми са свързани помежду си чрез ковалентни връзки и които представляват взаимодействия. Слаби междумолекули от типа на Ван дер Ваалс.
Молекулна формула и йонни съединения
Много често срещана грешка е да се говори за молекулна формула във връзка с йонни съединения. Например, често небрежно се казва, че „молекулярната“ формула на натриевия хлорид е NaCl. Това представлява концептуална грешка, тъй като, тъй като е йонно съединение, в натриевия хлорид няма молекули. Нито един натриев йон не е свързан с единичен хлориден йон, за да образува дискретна NaCl единица, но всички са свързани с всички останали чрез електростатични сили на привличане, тоест чрез йонно свързване.
В безплатен пример това би било еквивалентно на това, че в класна стая с 20 студенти и 20 студентки, които почти не се познават, има 20 сгодени двойки. Въпреки че на практика има жена за всеки мъж, това не означава, че има някаква връзка между тях, освен факта, че са на едни и същи места. В този случай би било по-правилно да се каже, че стаята е съставена от равен брой мъже и жени. Точно това се стреми да предаде формулата на едно йонно съединение: NaCl не означава, че натриевият хлорид е съставен от „двойки“ хлоридни йони и натриеви йони, а че в натриевия хлорид има същото съотношение на всеки йон.
Молекулна формула и молекулна маса
Тъй като йонните съединения не образуват молекули, не е правилно да се говори за молекулна формула на йонно съединение. Само молекулните съединения имат молекулна формула. Като разширение, само молекулните съединения имат молекулна маса .
Примери:
- Молекулната формула на бензена е C 6 H 6 и има молекулна маса 78,11 amu.
- Молекулната формула на водата е H 2 O и има молекулна маса 18,01 amu.
- Молекулната формула на глюкозата е C 6 H 12 O 6 и има молекулна маса 180,16 amu.
- Калиевият нитрат, като йонно съединение, няма нито молекулна формула, нито молекулна маса. Това, което има, е емпирична формула и формула за маса.
емпирична формула
Емпиричната формула е минималното съотношение на цели числа, което може да съществува между атомите, които изграждат химично вещество. Въз основа на закона за определени пропорции, всяко чисто вещество, било то йонно или молекулярно, е съставено от набор от елементи, които са свързани във фиксирана и добре дефинирана пропорция. Следователно емпиричната формула се състои от най-малката възможна комбинация от цели числа, с които тази пропорция може да бъде представена.
Например, както видяхме, бензенът е молекулно съединение, съставено от 6 въглерода и 6 водорода, така че можем да кажем, че в това вещество въглеродните и водородните атоми са в съотношение 6:6. Това съотношение обаче може да се опрости до едно с по-малки цели числа, което е 1:1. Поради тази причина можем да кажем, че емпиричната формула на бензена е CH.
Емпирична формула и йонни съединения
За разлика от молекулните формули, които се прилагат само за молекулни съединения, емпиричната формула може да се приложи към всеки тип химично вещество, от чисти елементи до йонни съединения, преминаващи през молекулни съединения. С други думи, единственият правилен начин за представяне на йонни съединения е чрез тяхната емпирична формула, докато молекулните съединения могат да бъдат представени както чрез техните емпирични, така и чрез молекулни формули.
Емпиричната формула и формулната маса
Масата на формулата представлява масата на единица от емпиричната формула и от там идва името. От гореизложеното може да се заключи, че докато молекулните съединения са свързани с молекулна маса, но не и йонни, както първите, така и последните са свързани с маса с формула .
Определяне на формулната маса на йонно съединение
Трябва да се изясни важен момент относно емпиричната формула и формулната маса на йонните съединения. Има някои ситуации, в които емпиричната формула не съвпада точно с формулата, която използваме, за да представим някои йонни съединения, особено тези, които имат ковалентни многоатомни йони с опростена формула, като оксалат (C 2 O 4 2- ) , тетратионат ( S 4 O 6 – ) или пероксид (O 2 2-). Това е така, защото емпиричната формула се стреми да представи минималната пропорция, в която се намират всички атоми на дадено вещество, но в случая на йонни съединения е по-важно да се изрази минималната пропорция, в която се намират йоните, които съставляват. споменатото съединение, но не и отделните атоми.
В този смисъл трябва да вземем предвид, че когато изразяваме формулата на йонно съединение, многоатомните йони се приемат като дискретни неделими единици, дори ако техните индекси могат да бъдат допълнително опростени.
Пример
За да илюстрираме това, помислете за калиев оксалат, който е йонно съединение, съставено от оксалатни йони (C 2 O 4 2- ) и калиеви катиони (K + ). Два калия са необходими за всеки оксалат, така че формулата за това съединение е K 2 C 2 O 4 . Въпреки че тази формула може да бъде опростена до KCO 2 (което всъщност е емпиричната формула на това съединение), за целите на определяне на масата на формулата в този случай опростяването не се извършва, тъй като е. Разгледайте оксалатния йон като отделна единица.
Тази практика гарантира, че формулите на йонните съединения и техните съответни формулни маси винаги могат да се използват недвусмислено за определяне на броя на йони от всеки тип, присъстващи в пробата.
Изчисляване на формулна маса и молекулна маса
Както вече беше споменато, от практическа гледна точка както молекулната маса, така и формулната маса се изчисляват и използват по един и същи начин. И в двата случая се използва съответната формула, молекулярна или емпирична, в зависимост от случая, и се добавят средните атомни маси на всички присъстващи атоми.
Величина и единици за формулна маса и молекулна маса
Когато се работи с маси, е ясно, че и формулата, и молекулната маса трябва да бъдат изразени в единици маса. Въпреки това е важно да се отбележи, че и двете маси имат изключително малки величини поради представянето на масите само на няколко атома. Поради тази причина, вместо да се използват единици като грамове или килограми за представяне на формула или молекулна маса, се използват единици за атомна маса или amu.
В този смисъл е неправилно да се каже, че молекулната маса на водата е 18 g, тъй като в действителност това е масата на един мол водни молекули, а не само на една. В този случай понятията формула и молекулна маса се бъркат с тези за моларна маса , което не е същото.
примери
- Определете молекулната маса на бутановата киселина, чиято молекулна формула е C 3 H 7 COOH.
Това съединение има 4 въглеродни атома, 8 водородни и 2 кислородни, така че неговата молекулна маса или молекулно тегло е:
PM C3H7COOH = (4 x PA C ) + (8 x PA H ) + (2 x PA O ) = (4 x 12 amu) + (8 x 1 amu) + (2 x 16 amu) = 88 amu
- Определете формулната маса на калциев фосфат, чиято емпирична формула е Ca 3 (PO 4 ) 2
PF Ca3(PO4)2 = (3 x PA Ca ) + (2 x PA P ) + (8 x PA O ) = (3 x 40 amu) + (2 x 31 amu) + (8 x 16 amu) = 310 ума
Използване на формулата маса и молекулна маса
Основната причина повечето хора да определят формулната маса на йонно съединение или молекулната маса на молекулно вещество е, че и двете са числено равни на съответните им моларни маси. Те представляват масата в грамове на мол вещество, така че формулната маса и молекулната маса служат за косвено определяне на броя молове, присъстващи във всяка проба от вещество.
Чрез броя на моловете се отваря възможността за извършване на всички видове стехиометрични изчисления, от броя на атомите, йоните или молекулите до ограничаващите реагенти, излишните реагенти и различните видове добиви, между другото.
Обобщение на разликите и приликите между формулна маса и молекулна маса
Следната таблица обобщава всичко, обсъдено в тази статия.
| формула тесто | Молекулна маса | |
| Отнася се до: | Общата маса на атомите, присъстващи в емпиричната формула на съединение. | Това е средната маса на молекула или единица от молекулно съединение. |
| Прилага се за: | Всяко химично вещество, но главно йонни съединения. | Прилага се само за молекулни съединения. |
| Използва се за: | Определете моларната маса на йонните съединения, за да извършите стехиометрични изчисления. | Определете моларната маса на молекулните съединения, за да извършите стехиометрични изчисления. |
| Те се изразяват в: | Единици за маса, главно в amu (атомни единици за маса) | Единици за маса, главно в amu (атомни единици за маса) |
Препратки
Как да изчислим молекулното тегло? Примери и упражнения . (2021 г., 18 май). Онлайн курс за приемен изпит на Unibetas. https://unibetas.com/molecular-weight/
Молекулна маса и молекулно тегло . (n.d.). Кан Академия. https://es.khanacademy.org/science/3-secondary-cyt/x2972e7ae3b16ef5b:unit-1-links-and-chemical-reactions/x2972e7ae3b16ef5b:balance-of-reactions-and-stoichiometry/v/molecular-mass- и-молекулно-тегло
Медина, Дж. (2011). ХИМИЯ I: КЛАС 4: Тема 1 Стехиометрия на съединенията. Блогът на професор Джони Медина. http://quimicaunouc.blogspot.com/p/masa-molecular-masa-formula-y-masa-molar.html
Мерино, М. (2009). Дефиниция на молекулно тегло — Definition.de . Дефиниция на. https://definicion.de/molecular-weight/
Тегло на формулата (химия) . (2017, 12 юни). специализирани речници. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/peso-formula
