Tabla de Contenidos
Khối lượng công thức , đôi khi còn được gọi là trọng lượng công thức và được biểu thị bằng PF, tương ứng với tổng trọng lượng nguyên tử trung bình của tất cả các nguyên tử có trong công thức thực nghiệm của một chất hóa học. Mặt khác, khối lượng phân tử , còn được gọi là trọng lượng phân tử và được biểu thị bằng PM, tương ứng với khối lượng trung bình của một phân tử hoặc đơn vị riêng biệt của hợp chất phân tử. Giống như khối lượng công thức, khối lượng phân tử có thể được tính bằng cách cộng khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên tử tạo nên phân tử và do đó được biểu thị trong công thức phân tử.
Mặc dù khác nhau về bản chất nhưng khái niệm khối lượng công thức và khối lượng phân tử có liên quan chặt chẽ với nhau. Cả hai đều được tính theo cùng một cách và cả hai đều được sử dụng với cùng một mục đích. Nói cách khác, từ quan điểm thực tế, chúng không thể phân biệt được với nhau. Tuy nhiên, từ quan điểm khái niệm, chúng ngụ ý những khác biệt tinh tế liên quan đến việc sử dụng đúng thuật ngữ hóa học.
Công thức phân tử và công thức thực nghiệm
Để hiểu rõ hơn về sự khác biệt giữa công thức khối lượng và khối lượng phân tử, cần làm rõ sự khác biệt giữa công thức thực nghiệm và công thức phân tử, vì về cơ bản, những khối lượng này chẳng qua là tổng khối lượng của các nguyên tử có trong một hoặc công thức kia.
công thức phân tử
Công thức phân tử là một biểu diễn đơn giản hóa thành phần hóa học của một chất phân tử. Nó chỉ ra các loại nguyên tử tạo nên một phân tử, cũng như số lượng thực tế của từng loại nguyên tử có trong cấu trúc của nó. Theo nghĩa này, khái niệm công thức phân tử chỉ tương ứng với các hợp chất phân tử, nghĩa là với những hợp chất được hình thành bởi các đơn vị rời rạc gọi là phân tử, trong đó tất cả các nguyên tử được liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị và các tương tác hiện tại. liên phân tử yếu kiểu van der Waals.
Công thức phân tử và hợp chất ion
Đó là một sai lầm rất phổ biến khi nói về công thức phân tử liên quan đến các hợp chất ion. Ví dụ, người ta thường bất cẩn nói rằng công thức “phân tử” của natri clorua là NaCl. Điều này thể hiện một lỗi khái niệm vì nó là hợp chất ion nên không có phân tử nào trong natri clorua. Không có ion natri nào liên kết với một ion clorua đơn lẻ để tạo thành một đơn vị NaCl riêng biệt, nhưng tất cả đều liên kết với tất cả các ion khác bằng lực hút tĩnh điện, nghĩa là bằng liên kết ion.
Trong một ví dụ miễn phí, điều đó tương đương với việc nói rằng trong một lớp học có 20 học sinh nam và 20 học sinh nữ hầu như không biết nhau, có 20 cặp đôi đã đính hôn. Mặc dù trên thực tế, có một phụ nữ cho mỗi nam giới, nhưng điều này không có nghĩa là có bất kỳ mối liên hệ nào giữa họ ngoài việc họ ở cùng một nơi. Trong trường hợp này, sẽ đúng hơn nếu nói rằng căn phòng có số lượng nam và nữ bằng nhau. Đây chính là điều mà công thức của một hợp chất ion muốn truyền đạt: NaCl không có nghĩa là natri clorua được tạo thành từ “cặp” ion clorua và ion natri, nhưng trong natri clorua có tỷ lệ của mỗi ion bằng nhau.
Công thức phân tử và khối lượng phân tử
Vì hợp chất ion không tạo thành phân tử nên nói công thức phân tử của hợp chất ion là không đúng. Chỉ các hợp chất phân tử có công thức phân tử. Bằng cách mở rộng, chỉ các hợp chất phân tử có khối lượng phân tử .
Ví dụ:
- Công thức phân tử của benzen là C 6 H 6 và nó có phân tử khối là 78,11 amu.
- Công thức phân tử của nước là H 2 O và nó có khối lượng phân tử là 18,01 amu.
- Công thức phân tử của glucose là C 6 H 12 O 6 và nó có phân tử khối là 180,16 amu.
- Kali nitrat, là một hợp chất ion, không có công thức phân tử cũng như khối lượng phân tử. Cái nó có là công thức thực nghiệm và công thức khối lượng.
công thức thực nghiệm
Công thức thực nghiệm là tỷ lệ tối thiểu của các số nguyên có thể tồn tại giữa các nguyên tử tạo nên một chất hóa học. Dựa trên định luật về tỷ lệ xác định, mọi chất tinh khiết, dù là ion hay phân tử, đều được tạo thành từ một tập hợp các nguyên tố được liên kết theo một tỷ lệ cố định và được xác định rõ. Khi đó, công thức thực nghiệm bao gồm tổ hợp nhỏ nhất có thể có của các số nguyên mà tỷ lệ này có thể được biểu diễn.
Ví dụ, như chúng ta đã thấy, benzen là một hợp chất phân tử được tạo thành từ 6 cacbon và 6 hydro, vì vậy chúng ta có thể nói rằng, trong chất này, các nguyên tử cacbon và hydro có tỷ lệ 6:6. Tuy nhiên, tỷ lệ này có thể được đơn giản hóa thành một với các số nguyên nhỏ hơn, là 1:1. Vì lý do này, chúng ta có thể nói rằng công thức thực nghiệm của benzen là CH4.
Công thức thực nghiệm và các hợp chất ion
Khác với công thức phân tử chỉ áp dụng cho hợp chất phân tử, công thức thực nghiệm có thể áp dụng cho mọi loại chất hóa học, từ nguyên tố nguyên chất đến hợp chất ion, chuyển qua hợp chất phân tử. Nói cách khác, cách duy nhất đúng để biểu diễn các hợp chất ion là thông qua công thức thực nghiệm của chúng, trong khi các hợp chất phân tử có thể được biểu diễn bằng cả công thức thực nghiệm và phân tử của chúng.
Công thức nghiệm và khối lượng công thức
Khối lượng công thức đại diện cho khối lượng của một đơn vị của công thức thực nghiệm, và chính từ đó nó có tên như vậy. Từ những điều đã nói ở trên, có thể suy ra rằng, trong khi các hợp chất phân tử được liên kết với khối lượng phân tử chứ không phải ion, thì cả hợp chất trước và sau đều được liên kết với công thức khối lượng .
Xác định công thức khối lượng của hợp chất ion
Một điểm quan trọng cần được làm rõ liên quan đến công thức thực nghiệm và khối lượng công thức của các hợp chất ion. Có một số tình huống trong đó công thức thực nghiệm không trùng khớp hoàn toàn với công thức chúng ta sử dụng để biểu diễn một số hợp chất ion, đặc biệt là những hợp chất có ion đa nguyên tử cộng hóa trị với công thức đơn giản, chẳng hạn như oxalate (C 2 O 4 2- ) , tetrathionate ( S 4 O 6 – ) hoặc peroxide (O 2 2-). Điều này là do một công thức thực nghiệm tìm cách biểu thị tỷ lệ tối thiểu trong đó tất cả các nguyên tử của một chất được tìm thấy, nhưng trong trường hợp các hợp chất ion, điều quan trọng hơn là biểu thị tỷ lệ tối thiểu trong đó các ion tạo thành được tìm thấy. đã nói hợp chất, nhưng không phải là các nguyên tử riêng lẻ.
Theo nghĩa này, chúng ta phải lưu ý rằng, khi biểu thị công thức của một hợp chất ion, các ion đa nguyên tử được coi là các đơn vị rời rạc không thể chia cắt, ngay cả khi các chỉ số dưới của chúng có thể được đơn giản hóa hơn nữa.
Ví dụ
Để minh họa điều này, hãy xem xét kali oxalat, là một hợp chất ion được tạo thành từ các ion oxalat (C 2 O 4 2- ) và cation kali (K + ). Hai kali cần thiết cho mỗi oxalat, vì vậy công thức của hợp chất này là K 2 C 2 O 4 . Mặc dù công thức này có thể được đơn giản hóa thành KCO 2 (thực tế là công thức thực nghiệm của hợp chất này), nhưng với mục đích xác định khối lượng công thức trong trường hợp này, việc đơn giản hóa không được thực hiện vì nó coi ion oxalat là một đơn vị riêng biệt.
Thực hành này đảm bảo rằng công thức của các hợp chất ion và khối lượng công thức tương ứng của chúng luôn có thể được sử dụng một cách rõ ràng để xác định số lượng ion của từng loại có trong một mẫu.
Tính khối lượng công thức và khối lượng phân tử
Như đã đề cập, từ quan điểm thực tế, cả khối lượng phân tử và khối lượng công thức đều được tính toán và sử dụng theo cùng một cách. Trong cả hai trường hợp, công thức tương ứng được sử dụng, phân tử hoặc kinh nghiệm, tùy từng trường hợp, và khối lượng nguyên tử trung bình của tất cả các nguyên tử có mặt được cộng vào.
Độ lớn và đơn vị của khối lượng công thức và khối lượng phân tử
Khi xử lý khối lượng, rõ ràng là cả công thức và khối lượng phân tử đều phải được biểu thị bằng đơn vị khối lượng. Điều đó nói lên rằng, điều quan trọng cần lưu ý là cả hai khối lượng đều có độ lớn cực kỳ nhỏ do chỉ đại diện cho khối lượng của một vài nguyên tử. Vì lý do này, thay vì sử dụng các đơn vị như gam hoặc kilôgam để biểu thị công thức hoặc khối lượng phân tử, các đơn vị khối lượng nguyên tử hoặc amu được sử dụng.
Theo nghĩa này, sẽ không chính xác khi nói rằng khối lượng phân tử của nước là 18 g, vì trên thực tế, đó là khối lượng của một mol phân tử nước chứ không chỉ một mol. Trong trường hợp này, các khái niệm công thức và khối lượng phân tử đang bị nhầm lẫn với khái niệm khối lượng mol , không giống nhau.
ví dụ
- Xác định phân tử khối của axit butanoic có công thức phân tử là C 3 H 7 COOH.
Hợp chất này có 4 nguyên tử cacbon, 8 hiđro và 2 oxi nên khối lượng phân tử hoặc khối lượng phân tử của nó là:
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
- Xác định công thức khối lượng của canxi photphat có công thức thực nghiệm là 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 ô
Sử dụng khối lượng công thức và khối lượng phân tử
Lý do chính khiến hầu hết mọi người xác định khối lượng công thức của một hợp chất ion hoặc khối lượng phân tử của một chất phân tử là vì cả hai đều bằng số với khối lượng mol tương ứng của chúng. Chúng đại diện cho khối lượng tính bằng gam của một mol chất, vì vậy khối lượng công thức và khối lượng phân tử dùng để xác định gián tiếp số mol có trong bất kỳ mẫu chất nào.
Thông qua số mol, khả năng thực hiện tất cả các loại tính toán cân bằng hóa học mở ra, từ số lượng nguyên tử, ion hoặc phân tử, đến thuốc thử giới hạn, thuốc thử thừa và các loại năng suất khác nhau, trong số những loại khác.
Tóm tắt sự khác nhau và giống nhau giữa công thức khối lượng và khối lượng phân tử
Bảng sau đây tóm tắt mọi thứ được thảo luận trong suốt bài viết này.
| bột công thức | khối lượng phân tử | |
| Đề cập đến: | Tổng khối lượng của các nguyên tử có trong công thức thực nghiệm của hợp chất. | Nó là khối lượng trung bình của một phân tử hoặc đơn vị của một hợp chất phân tử. |
| Nó áp dụng cho: | Bất kỳ chất hóa học nào, nhưng chủ yếu là các hợp chất ion. | Nó chỉ áp dụng cho các hợp chất phân tử. |
| Được sử dụng để: | Xác định khối lượng mol của các hợp chất ion để thực hiện các tính toán cân bằng hóa học. | Xác định khối lượng mol của các hợp chất phân tử để thực hiện các tính toán cân bằng hóa học. |
| Chúng được thể hiện trong: | Đơn vị khối lượng, chủ yếu tính bằng amu (đơn vị khối lượng nguyên tử) | Đơn vị khối lượng, chủ yếu tính bằng amu (đơn vị khối lượng nguyên tử) |
Người giới thiệu
Làm thế nào để tính Trọng lượng phân tử? Ví dụ và bài tập . (2021, ngày 18 tháng 5). Khóa học thi tuyển sinh trực tuyến Unibetas. https://unibetas.com/molecular-weight/
Khối lượng phân tử và khối lượng phân tử . (n.d.). Học viện Khan. https://es.khanacademy.org/science/3-secondary-cyt/x2972e7ae3b16ef5b:unit-1-links-and-chemical-reactions/x2972e7ae3b16ef5b:balance-of-reactions-and-stoichiometry/v/molecular-mass- và trọng lượng phân tử
Medina, J. (2011). HÓA HỌC I: LỚP 4: Chủ đề 1 Cân bằng hóa học của hợp chất. Blog của Giáo sư Jhonny Medina. http://quimicaunouc.blogspot.com/p/masa-molecular-masa-formula-y-masa-molar.html
Merino, M. (2009). Định nghĩa trọng lượng phân tử — Definition.de . Định nghĩa của. https://definicion.de/molecular-weight/
Công thức Trọng lượng (Hóa học) . (2017, ngày 12 tháng 6). thuật ngữ chuyên ngành. https://glosarios.servidor-alicante.com/quimica/peso-formula
