МОЛЕКУЛЯРНА ФОРМУЛА: ЯК ЇЇ ОТРИМАТИ, ПРИКЛАДИ ТА ВПРАВИ - ХІМІЯ - 2025

Молекулярна формула є поданням молекули сполуки, в яких атоми всіх елементів , присутні в з'єднанні , і їх кількість , позначені їх хімічними символами. Кожен атом супроводжується підписом.

Молекулярна формула має обмеження, що вона не вказує на зв'язки різних атомів молекули, а також на їх просторове відношення; так само, як це робить структурна формула. У деяких випадках він не є специфічним, наприклад: C ₆ H ₁₂ O ₆ - молекулярна формула глюкози, галактози та фруктози.

Нескінченні ізомерні сполуки можна отримати з тієї ж молекулярної формули. Це відповідає змінній органічній сполуці з високою молекулярною масою. Джерело: Габріель Болівар.

Існує набір правил розташування атомів у молекулярній формулі. Для іонних солей, наприклад хлориду натрію, спочатку ставиться символ катіону (Na ⁺ ) , а потім аніонний символ (Cl ^- ). Ось чому молекулярною формулою хлориду натрію є NaCl.

Молекулярну формулу органічних сполук записують, розміщуючи спочатку символ для вуглецю (С), далі символом для водню (Н), а потім атомів, що залишилися. Наприклад, молекулярна формула оцтової кислоти - C ₂ H ₄ O ₂ .

Як отримати молекулярну формулу

Отримання молекулярної формули сполуки засноване на попередньому встановленні її мінімальної або емпіричної формули. З цієї причини початкові етапи отримання обох формул є загальними.

Перший крок

Зазвичай виражати масу елементів хімічної сполуки у відсотковій формі. Потім необхідно провести обчислення для перетворення масових відсотків різних елементів у їхні маси, виражені в грамах.

Другий крок

Знаючи масу в грамі кожного з елементів і їх атомну масу, відносну кількість кожного атома або кількість молей кожного атома можна отримати, поділивши масу кожного з різних елементів на їх атомну масу.

Третій крок

Розділіть відносні числа всіх атомів на відносне число з найменшим значенням. Значення мінімальної пропорції повинні бути цілими числами. У випадку, якщо значення пропорції містить десятковий знак, слід внести виправлення, щоб той десятковий знак зник.

Виправлення складається з множення всіх значень пропорції на число, яке повертає всі значення на цілі числа. Наприклад, якщо значення мінімальної пропорції дорівнює 1,25, всі значення повинні бути помножені на чотири (4). Оскільки 1,25, помножене на 4, дорівнює 5, ціле число.

Четвертий крок

Будуть розміщені всі хімічні символи елементів сполуки та з відповідним їх індексом; тобто значення мінімальної частки елемента.

П'ятий крок

Мінімальна формула сполуки може бути перетворена в її молекулярну формулу шляхом отримання співвідношення між молекулярною масою сполуки та вагою її мінімальної формули (n). Ця залежність така ж, як і між молекулярною формулою та мінімальною формулою.

n = молекулярна маса сполуки / маса мінімальної формули

Для отримання молекулярної формули помножте мінімальну формулу на n. Це означає, що кожен з підписів мінімальної формули повинен бути помножений на n.

n = Молекулярна маса / Мінімальна вага формули

= Молекулярна формула / Мінімальна формула

Молекулярна формула = nminimum формула

Приклади молекулярних формул

Нижче наведено деякі поширені молекулярні формули:

-Оксид заліза (FeO)

-Натрію гідроксид (NaOH)

-Оксид калію (K ₂ O)

-Берхлорид (Cl ₂ O ₇ )

-Гідроксид

-Хлорид кальцію (CaCl ₂ )

-Водородна кислота (HCl)

-Натрій сульфат (N ₂ SO ₄ )

-Сірчана кислота (H ₂ SO ₄ )

-Бербронова кислота (HBrO ₄ )

-Хлорид алюмінію (AlCl ₃ )

-Метан (CH ₄ )

-Пропан (C ₃ H ₈ )

-Етан (C ₂ H ₆ )

-Етиловий спирт (C ₂ H ₆ O)

-Оцтова кислота (C ₂ H ₄ O ₂ )

-Бензол (C ₆ H ₆ )

-Глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ )

Розв’язані вправи

- Вправа 1

Масовий бензоат має такі масові відсотки:

C: 70,57%,

H: 5,93%

Або: 23,49%

І молекулярна маса 136,1 г / моль. Визначте молекулярну формулу.

Перший крок

Перший крок - виразити масові відсотки елементів у їхніх масах у грамах, знаючи, що масові відсотки відносно молекулярної маси.

З 136,1 грамів, що відповідають молі сполуки, 70,57% становить лише вуглець. І так далі з рештою елементами:

Маса вуглецю = 136,1 г (70,57 / 100)

= 96,05 р

Маса водню = 136,1 г (5,93 / 100)

= 8,06 р

Маса кисню = 136,1 (23,49 / 100)

= 31,96 р

Другий крок

При розробці молекулярної формули необхідно визначити відносну кількість атомів (NRA). Для цього маси елементів діляться на їх атомні маси:

NRA (C) = 96 г / 12 г

= 8

NRA (H) = 8 г / 1 г

= 8 гр

NRA (O) = 32 г / 16 г

= 2

Третій крок

Потім ми повинні обчислити мінімальні пропорції елементів (PME). Для цього всі значення NRA діляться на найменше значення NRA:

ПМЕ (С) = 8/2

= 4

ПМЕ (Н) = 8/2

= 4

PME (O) = 2/2

= 1

Четвертий крок

Напишіть мінімальну формулу метилбензоату, виходячи з того, що підпис елементів є їх розрахунковими мінімальними пропорціями:

C ₄ H ₄ O

П'ятий крок

Нарешті, слід встановити молекулярну формулу метилбензоату. Тому обчислюємо n:

n = молекулярна маса / мінімальна маса формули

Вага мінімальної формули становить 68 г / моль:

= 136,1 г / 68 г

n ≈ 2

Молекулярна формула = 2 мінімальна формула

= 2 C ₄ H ₄ O

Молекулярна формула метилбензоату = C ₈ H ₈ O ₂

- Вправа 2

Проценти елементів, що входять до складу бензолу, такі:

C: 92,36%

Н: 7,64%.

Молекулярна маса бензолу становить 78 г / моль. Визначте його молекулярну формулу.

Перший крок

Перетворіть масові відсотки елементів у їхні маси в грамах:

Маса вуглецю = 78 г (92,36 / 100)

= 72,04 р

Маса водню = 78 г (7,64 / 100)

= 5,96 гр

Другий крок

Розрахунок відносної кількості атомів (NRA). Для цього маси елементів діляться на їх атомні маси:

NRA (C) = 72 г / 12 г

= 6

NRA (H) = 6 г / 1 г

= 6

Третій крок

Розрахунок значень мінімальної частки елементів (ПМЕ). Це обчислюється шляхом ділення значень NRA всіх елементів на найменше значення NRA:

ПМЕ (С) = 6/6

= 1

ПМЕ (Н) = 6/6

= 1

Четвертий крок

Напишіть мінімальну формулу бензолу, беручи до уваги, що за індексами елементів є значення обчисленої мінімальної пропорції.

Мінімальна формула бензолу: CH

П'ятий крок

Встановлення молекулярної формули шляхом обчислення співвідношення між молекулярною масою і масою мінімальної формули:

n = Молекулярна маса / Вага мінімальної формули

= 78 г / 13 г

n = 6

Молекулярна формула = nminimum формула

= 6CH

= C ₆ H ₆

Список літератури

1. Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
2. Вікіпедія. (2020). Хімічна формула. Відновлено з: en.wikipedia.org
3. Безмежне навчання. (sf). Молекулярні формули. Відновлено з :urs.lumenlearning.com
4. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (29 вересня 2019 р.). Обчисліть емпіричні та молекулярні формули. Відновлено з: thinkco.com
5. Пітер Дж. Мікулецький, Кріс Грен. (2020). Як використовувати емпіричні формули для пошуку молекулярних формул. Відновлено з: dummies.com