化合物の経験的および分子式の決定

最も一般的に使用される 3 つのタイプの化学式は、経験式、分子式、および構造式です。構造的なものは、各化合物の分子の原子が一緒に保持される方法を詳述するのに役立ちます. もちろん、これはすべて分子を持ち、結晶を持たない化合物です。

一方、この記事で扱う経験的および分子式があります。

実験式(最小式または凝縮式とも呼ばれます) は、分子内に存在する各元素の原子数の比例関係を示しますが、この関係は原子の数を正確に示すものではありません。分子式と一致する場合もあります。

分子式は、元素または化合物の分子を構成する原子間の関係を正確に示しています。これは実験式の倍数であるため、化合物の分子量と分子式量を知ることで決定できます。要素または化合物が分子で構成されている場合にのみ、分子式について話すことができます。それらが結晶である場合、経験式が使用されます。

経験的および分子式の有用性

実験式は分子内に存在する原子の割合を教えてくれるという事実のおかげで、タンパク質や脂質など、分子の種類を知るのに役立ちます.

分子式は、式に含まれる各元素の量を知るために使用され、多くの場合方程式に役立ちます。

これらのタイプの式の制限は、問題の分子内で原子がどのように配置されているかを知るために使用されないことです。_{この機能は構造式によって満たされ、たとえば、分子が C 6} H ₁₂ O 6 の場合、直面している単糖を知る必要がある場合に役立ちます_。

実験式と分子式を使用して問題を解決するための例と手順

分子量 180.18 g/mol の分子を分析すると、40.00% の炭素、6.72% の水素、および 53.28% の酸素が含まれていることがわかります。

解決策を見つける方法

経験的および分子式を見つけることは、基本的に質量パーセントまたは質量パーセントを計算するために使用される逆のプロセスです。

ステップ 1: 分子のサンプルに含まれる各元素のモル数を求めます。

私たちの分子には、40.00% の炭素、6.72% の水素、および 53.28% の酸素が含まれています。これは、100 グラムのサンプルに次のものが含まれていることを意味します。

40.00 グラムのカーボン (100 グラムの 40.00%)

6.72 グラムの水素 (100 グラムの 6.72%)

53.28 グラムの酸素 (100 グラムの 53.28%)

• 注: 計算を簡単にするために、サンプル サイズとして 100 グラムを使用しています。任意のサンプル サイズを使用できますが、アイテム間の比率は変わりません。

これらの数値を使用して、 100 グラムのサンプルに含まれる各元素のモル数を見つけることができます。サンプル中の各元素のグラム数を元素の原子量で割り、モル数を求めます。

モル C = 40.00 gx 1 mol C / 12.01 g/mol C = 3.33 モル C

モル H = 6.72 g x 1 モル H / 1.01 g/モル H = 6.65 モル H

モル O = 53.28 gx 1 mol O / 16.00 g/mol O = 3.33 モル O

ステップ 2: 各元素のモル数の比率を求めます。

サンプル中のモル数が最大の元素を選択します。この場合、水素の 6.65 モルが最大です。各元素のモル数を最大数で割ります。

C と H の最も単純なモル比: 3.33 mol C / 6.65 mol H = 1 mol C / 2 mol H

この比率は、H 2 モルごとに C 1 モルです。

O と H の最も単純な関係: 3.33 モルの O / 6.65 モルの H = 1 モルの O / 2 モルの H

O と H の比率は、H 2 モルごとに O 1 モルです。

ステップ 3: 経験式を見つけます。

経験式を書くのに必要な情報はすべて揃っています。水素 2 モルごとに、炭素 1 モルと酸素 1 モルがあります。

実験式はCH ₂ Oです。

ステップ 4: 実験式から分子量を見つけます。

実験式を使用して、化合物の分子量と実験式の分子量を使用して分子式を見つけることができます。

実験式はCH ₂ Oです。分子量は次のとおりです。

_{CH 2} O分子量= (1 x 12.01 g/mol) + (2 x 1.01 g/mol) + (1 x 16.00 g/mol)

_{CH 2} O分子量= (12.01 + 2.02 + 16.00) g/mol

CH ₂ O 分子量 = 30.03 g/mol

ステップ 5: 分子式の経験式単位の数を見つけます。

分子式は経験式の倍数です。分子の分子量は 180.18 g/mol でした。この数値を実験式の分子量で割り、化合物を構成する実験式の単位の数を求めます。

化合物中の実験式単位の数 = 180.18 g/mol / 30.03 g/mol

化合物内の実験式単位の数 = 6

ステップ 6: 分子式を見つけます。

化合物を作るには 6 つの実験式単位が必要なので、実験式の各数値に 6 を掛けます。

分子式 = 6 × CH ₂ O

分子式 = C (1 x 6) H (2 x 6) O (1 x 6)

分子式= _CH2O

解決：

分子の実験式はCH 2 Oです。

化合物の分子式は C ₆ H ₁₂ O ₆です。

参考文献

カーン アカデミー (日付なし)。経験的、分子および構造式。入手可能: https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/atoms-compounds-ions-ap/compounds-and-ions-ap/v/empirical-molecular-and-structural-formulas

ICT リソース (日付なし)。経験的および分子式。入手先: http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena7/3q7_contenidos_4b.htm