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式質量 は、式量とも呼ばれ、PF として表され、化学物質の実験式に存在するすべての原子の平均原子量の合計に対応します。一方、分子量とも呼ばれ、PMとして表される分子量は、分子の平均質量または分子化合物の離散単位に対応します。式質量と同様に、分子量は、分子を構成する原子の平均原子質量を加算することで計算でき、したがって分子式で表されます。
式質量と分子量の概念は本質的に異なりますが、密接に関連しています。どちらも同じ方法で計算され、同じ目的で使用されます。言い換えれば、実用的な観点からは、それらは互いに区別がつかない. ただし、概念的な観点からは、化学用語の正しい使用に関係する微妙な違いを暗示しています。
分子式と実験式
式質量と分子量の違いをよりよく理解するには、経験式と分子式の違いを明確にする必要があります。基本的に、これらの質量は、どちらか一方に存在する原子の質量の合計にすぎないためです。方式。
分子式
分子式は、分子物質の化学組成を簡略化して表したものです。分子を構成する原子の種類と、その構造に存在する各種類の原子の実際の数を示します。この意味で、分子式の概念は、分子化合物、つまり分子と呼ばれる個別の単位によって形成され、すべての原子が共有結合によって互いに結合され、相互作用を示すものにのみ対応します。ファンデルワールス型の弱い分子間。
分子式とイオン化合物
イオン性化合物に関連して分子式について話すのは非常によくある間違いです. たとえば、塩化ナトリウムの「分子」式は NaCl であると不用意によく言われます。塩化ナトリウムはイオン性化合物であるため、塩化ナトリウムには分子がないため、これは概念上の誤りを表しています。単一の塩化物イオンに結合して個別の NaCl 単位を形成するナトリウム イオンはありませんが、静電引力、つまりイオン結合によってすべてが他のすべてのイオンと結合します。
自由な例で言えば、これは、お互いをほとんど知らない 20 人の男子生徒と 20 人の女子生徒がいる教室に、20 組の婚約中のカップルがいるということと同じです。実際には、すべての男性に女性がいますが、これは、それらが同じ場所にいるという事実以外に、それらの間に何らかのリンクがあることを意味するものではありません. この場合、部屋は同数の男性と女性で構成されていると言った方が正しいでしょう。これはまさに、イオン性化合物の式が伝えようとしているものです。NaCl は、塩化ナトリウムが塩化物イオンとナトリウム イオンの「ペア」で構成されていることを意味するのではなく、塩化ナトリウムでは各イオンが同じ割合で存在することを意味します。
分子式と分子量
イオン性化合物は分子を形成しないため、イオン性化合物の分子式について話すのは正しくありません。分子式を持つのは分子化合物だけです。ひいては、分子化合物だけが分子量を持っています。
例:
- ベンゼンの分子式は C 6 H 6で、分子量は 78.11 amu です。
- 水の分子式はH 2 Oで、分子量は18.01 amuです。
- グルコースの分子式は C 6 H 12 O 6で、分子量は 180.16 amu です。
- 硝酸カリウムはイオン性化合物であり、分子式も分子量もありません。持っているのは経験式と質量公式です。
経験式
実験式は、化学物質を構成する原子間に存在できる整数の最小比率です。明確な比率の法則に基づいて、すべての純粋な物質は、イオンであろうと分子であろうと、固定された明確な比率で関連付けられた一連の要素で構成されています。したがって、経験式は、この比率を表すことができる最小の整数の組み合わせで構成されます。
例えば、これまで見てきたように、ベンゼンは炭素6個と水素6個からなる分子化合物なので、この物質では炭素原子と水素原子は6:6の比率であると言えます。ただし、この比率は、整数が小さい 1:1 に単純化できます。このため、ベンゼンの実験式はCHであると言えます。
実験式とイオン化合物
分子化合物にのみ適用される分子式とは異なり、経験式は、分子化合物を介して、純粋な元素からイオン化合物まで、あらゆる種類の化学物質に適用できます。言い換えれば、イオン化合物を表現する唯一の正しい方法は経験式によるものですが、分子化合物は経験式と分子式の両方で表すことができます。
経験式と式質量
式質量は、経験式の単位の質量を表し、そこからその名前が付けられました。前述のことから、分子化合物は分子量に関連付けられていますが、イオン化合物には関連付けられていませんが、前者と後者の両方が式の質量に関連付けられていると推測できます。
イオン性化合物の式質量の決定
重要な点は、イオン化合物の経験式と式質量に関して明確にする必要があります。経験式が、いくつかのイオン化合物、特にシュウ酸 (C 2 O 4 2- )、テトラチオン酸( S 4 O 6 – ) または過酸化物 (O 2 2-）。これは、経験式が物質のすべての原子が存在する最小の割合を表そうとするためですが、イオン性化合物の場合は、構成するイオンが存在する最小の割合を表すことがより重要です。個々の原子ではありません。
この意味で、イオン化合物の式を表現するとき、多原子イオンは、添字をさらに単純化できる場合でも、離散不可分の単位として扱われることを考慮に入れる必要があります。
例
これを説明するために、シュウ酸イオン (C 2 O 4 2- ) とカリウム陽イオン (K + ) から構成されるイオン化合物であるシュウ酸カリウムを考えてみましょう。各シュウ酸塩には 2 つのカリウムが必要であるため、この化合物の化学式は K 2 C 2 O 4です。この式は KCO 2 (実際には、この化合物の経験式です) に簡略化できますが、この場合の式の質量を決定する目的では、シュウ酸イオンを個別の単位と見なすため、簡略化は実行されません。
この慣行により、イオン化合物の式とそれぞれの式の質量を常に明確に使用して、サンプルに存在する各タイプのイオンの数を決定できることが保証されます。
式質量と分子量の計算
すでに述べたように、実用的な観点からは、分子量と式質量の両方が同じ方法で計算され、使用されます。どちらの場合も、場合に応じて分子式または実験式のそれぞれの式が使用され、存在するすべての原子の平均原子質量が追加されます。
式質量と分子量の大きさと単位
質量を扱う場合、式と分子量の両方を質量単位で表す必要があることは明らかです。とはいえ、わずか数個の原子の質量を表しているため、両方の質量が非常に小さいことに注意することが重要です。このため、式や分子量を表すためにグラムやキログラムなどの単位を使用する代わりに、原子質量単位または amu が使用されます。
この意味で、水の分子量が 18 g であると言うのは正しくありません。これは、実際には、水分子 1 モルだけでなく、1 モルの質量であるためです。この場合、式と分子量の概念は、同じではないモル質量の概念と混同されています。
例
- 分子式がC 3 H 7 COOHであるブタン酸の分子量を求めよ。
この化合物には 4 つの炭素原子、8 つの水素、2 つの酸素があるため、その分子量または分子量は次のようになります。
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
- 実験式が Ca 3 (PO 4 ) 2であるリン酸カルシウムの式質量を決定します。
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うま
式質量と分子質量の使用
ほとんどの人がイオン化合物の式質量または分子物質の分子量を決定する主な理由は、両方が数値的にそれぞれのモル質量に等しいためです。これらは物質のモルのグラム単位の質量を表すため、式の質量と分子量は、物質のサンプルに存在するモル数を間接的に決定するのに役立ちます。
モル数を通じて、原子、イオン、または分子の数から、試薬の制限、過剰な試薬、さまざまな種類の収率など、あらゆる種類の化学量論的計算を実行する可能性が広がります。
式質量と分子量の相違点と類似点のまとめ
次の表は、この記事で説明した内容をすべてまとめたものです。
| 式質量 | 分子量 | |
| 参照: | 化合物の実験式に存在する原子の総質量。 | これは、分子化合物の分子または単位の平均質量です。 |
| 以下に適用されます。 | あらゆる化学物質ですが、主にイオン化合物です。 | 分子化合物にのみ適用されます。 |
| 用途: | 化学量論的計算を実行するためにイオン化合物のモル質量を決定します。 | 化学量論的計算を実行するために、分子化合物のモル質量を決定します。 |
| それらは次のように表されます。 | 質量の単位、主に amu (原子質量単位) | 質量の単位、主に amu (原子質量単位) |
参考文献
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