הנוסחה המולקולרית היא מידע חשוב לכל תרכובת כימית. הנוסחה המולקולרית מספרת מה האטומים המרכיבים תרכובת ואת מספר האטומים. עליך להכיר את הנוסחה האמפירית כדי לחשב את הנוסחה המולקולרית, ואתה חייב לדעת שהנוסחה המולקולרית היא כפולה שלמה של הנוסחה האמפירית.
שלב
חלק 1 מתוך 3: הפקת נוסחאות מולקולריות מנוסחות אמפיריות
שלב 1. דע את הקשר בין הנוסחאות המולקולריות והאמפיריות
נוסחאות אמפיריות מציגות את יחס האטומים במולקולה, למשל שני חמצנים לכל פחמן. הנוסחה המולקולרית מספרת את מספר כל אחד האטומים המרכיבים את המולקולה. לדוגמה, פחמן אחד ושני חמצן (פחמן דו חמצני). לשתי נוסחאות אלו יש יחס השוואתי (במספרים שלמים) כך שהנוסחה האמפירית תהפוך לנוסחה המולקולרית כאשר היא מוכפלת ביחס.
שלב 2. חישוב מספר שומות הגז
המשמעות היא שימוש בחוק הגז האידיאלי. ניתן למצוא את מספר השומות המבוססות על הלחץ, הנפח והטמפרטורה המתקבלים מנתוני הניסוי. ניתן לחשב את מספר השומות באמצעות הנוסחה הבאה: n = PV/RT.
- בנוסחה זו מספר השומות, פ הוא לחץ, ו הוא עוצמת הקול, ט היא הטמפרטורה בקלווין, ו ר הוא קבוע הגז.
- דוגמה: n = PV / RT = (0.984 אטם * 1 ליטר) / (0.08206 ליטר אטום מול -1 K-1 * 318, 15 K) = 0.0377 מול
שלב 3. חישוב המשקל המולקולרי של הגז
שלב זה ניתן לבצע רק לאחר מציאת השומות של הגזים המרכיבים באמצעות חוק הגז האידיאלי. כמו כן, עליך לדעת את מסת הגז בגרמים. לאחר מכן, חלק את מסת הגז (גרם) בשומות הגז כדי לקבל את המשקל המולקולרי.
דוגמה: 14.42 גרם / 0.0377 מול = 382.49 גרם / מול
שלב 4. הוסף את המשקל האטומי של כל האטומים בנוסחה האמפירית
לכל אטום בנוסחה האמפירית יש משקל אטומי משלו. ערך זה ניתן למצוא בתחתית הרשת האטומית בטבלה המחזורית. הוסף את המשקולות האטומיים כדי לקבל את משקל הנוסחה האמפירית.
דוגמה: (12, 0107 גרם * 12) + (15, 9994 גרם * 1) + (1, 00794 גרם * 30) = 144, 1284 + 15, 9994 + 30, 2382 = 190, 366 גרם
שלב 5. מצא את היחס בין משקל הנוסחה המולקולרית לאמפירית
לשם כך, תוכל למצוא את התוצאה של חלוקת המשקל המולקולרי בפועל במשקל האמפירי. הכרת התוצאה של חלוקה זו מאפשרת לך לברר את תוצאת החלוקה בין הנוסחה המולקולרית לנוסחה האמפירית. מספר זה חייב להיות מספר שלם. אם ההשוואה אינה מספר שלם, עליך לעגל אותה.
דוגמה: 382, 49 /190, 366 = 2,009
שלב 6. הכפל את הנוסחה האמפירית ביחס
הכפל את המספר הקטן בנוסחה האמפירית ביחס זה. ריבוי זה מניב את הנוסחה המולקולרית. שים לב כי עבור כל תרכובת בעלת יחס "1", הנוסחה האמפירית והנוסחה המולקולרית יהיו זהים.
דוגמה: C12OH30 * 2 = C24O2H60
חלק 2 מתוך 3: מציאת נוסחאות אמפיריות
שלב 1. מצא את המסה של כל אטום מרכיב
לפעמים, המסה של האטומים המרכיבים ידועה או הנתונים יינתנו כאחוז מסה. במקרה זה, השתמש במדגם של תרכובת של 100 גרם. זה מאפשר לך לכתוב את אחוזי המסה כמסה בפועל בגרמים.
דוגמה: 75, 46 גרם C, 8, 43 גרם O, 16, 11 גרם H
שלב 2. המר המסה לשומות
עליך להמיר את המסה המולקולרית של כל יסוד לשומות. לשם כך עליך לחלק את המסה המולקולרית במסה האטומית של כל יסוד. אתה יכול למצוא את המסה האטומית בתחתית רשת האלמנטים בטבלה המחזורית.
-
דוגמא:
- 75.46 גרם C * (1 מול / 12.0107 גרם) = 6.28 mol C
- 8.43 גרם O * (1 מול / 15.9994 גרם) = 0.53 mol O
- 16.11 גרם H * (1 מול / 1.00794) = 15.98 mol H
שלב 3. חלק את כל ערכי השומה לפי ערך השומה הקטן ביותר
עליך לחלק את מספר השומות של כל אלמנט נפרד במספר השומות הקטן ביותר מבין כל האלמנטים המרכיבים את המתחם. לשם כך, תוכל למצוא את יחס השומה הקטן ביותר. אתה יכול להשתמש ביחס השומה הקטן ביותר מכיוון שחישוב זה נותן ליסוד הלא שופע ערך של "1" ומביא ליחס של היסודות האחרים במתחם.
-
דוגמה: המספר הקטן ביותר של שומות הוא חמצן עם 0.53 שומות.
- 6.28 מול/0.53 מול = 11.83
- 0.53 מול/0.53 מול = 1
- 15, 98 מול/0.53 מול = 30, 15
שלב 4. לעגל את ערך השומה שלך למספר שלם
מספרים אלה יהיו מספרים קטנים בנוסחה האמפירית. עליך לעגל אותו למספר השלם הקרוב ביותר. לאחר חיפוש מספרים אלה, תוכל לרשום את הנוסחה האמפירית.
-
דוגמה: הנוסחה האמפירית היא C12OH30.
- 11, 83 = 12
- 1 = 1
- 30, 15 = 30
חלק 3 מתוך 3: הבנת נוסחאות כימיות
שלב 1. להבין את הנוסחה האמפירית
נוסחאות אמפיריות מספקות מידע על היחס בין אטום אחד לשני במולקולה. נוסחה זו אינה מספקת מידע מדויק על מספר האטומים המרכיבים את המולקולה. נוסחאות אמפיריות גם אינן מספקות מידע על המבנה והקשרים של האטומים במולקולות.
שלב 2. דע את המידע הניתן על ידי הנוסחה המולקולרית
בדומה לנוסחאות אמפיריות, נוסחאות מולקולריות אינן מספקות מידע על קשרים ומבנה מולקולרי. עם זאת, שלא כמו נוסחאות אמפיריות, נוסחאות מולקולריות מספקות פרטים על מספר האטומים המרכיבים מולקולה. לנוסחה האמפירית ולנוסחה המולקולרית יש יחס השוואתי (במספרים שלמים).
שלב 3. להבין את הייצוג המבני
ייצוגים מבניים מספקים מידע מעמיק יותר מאשר נוסחאות מולקולריות. בנוסף להצגת מספר האטומים המרכיבים מולקולה, ייצוגים מבניים מספקים מידע על הקשרים והמבנה של המולקולה. מידע זה חשוב מאוד להבנת כיצד המולקולה תגיב.
