נוסחה מולקולרית: כיצד ניתן להשיג זאת, דוגמאות ותרגילים - כִּימִיָה - 2025

נוסחא המולקולרית היא ייצוג של מולקולה של תרכובת, שבה אטום של כל האלמנטים להציג במתחם ומספר להם מסומן על ידי הסימנים הכימיים שלהם. כל אטום מלווה בתכנית.

לפורמולה המולקולרית יש את המגבלה שהיא אינה מצביעה על קשרי האטומים השונים של המולקולה, וגם לא על הקשר המרחבי שלהם; בדיוק כמו הנוסחה המבנית. בחלק מהמקרים זה לא ספציפי, למשל: C ₆ H ₁₂ O ₆ הוא הנוסחה המולקולרית של גלוקוז, גלקטוז ופרוקטוז.

אינסוף תרכובות איזומריות ניתן להשיג מאותה נוסחה מולקולרית. זה תואם תרכובת אורגנית משתנה בעלת מסה מולקולרית גבוהה. מקור: גבריאל בוליבר.

יש מערכת כללים לסידור האטומים בנוסחה מולקולרית. עבור מלחים יוניים, למשל נתרן כלורי, סמל הקטיון (Na ⁺ ) ממוקם תחילה ואז סמל האניון (Cl ^- ). זו הסיבה שהנוסחה המולקולרית של נתרן כלורי היא NaCl.

הנוסחה המולקולרית של תרכובות אורגניות נכתבת על ידי הצבת תחילה של הסמל לפחמן (C), ואחריה הסמל למימן (H), ואחר כך לאטומים הנותרים. לדוגמא, הנוסחה המולקולרית של חומצה אצטית היא C ₂ H ₄ O ₂ .

כיצד להשיג את הנוסחה המולקולרית

השגת הנוסחה המולקולרית של תרכובת מבוססת על הקמה מראש של הנוסחה המינימלית או האמפירית שלה. מסיבה זו, הצעדים הראשונים להשגת שתי הנוסחאות נפוצים.

צעד ראשון

מקובל לבטא את המסה של היסודות של תרכובת כימית באחוזים. לאחר מכן יש לבצע חישוב פשוט כדי להפוך את אחוזי המסה של היסודות השונים להמונים שלהם המתבטאים בגרמים.

צעד שני

הכרת המסה בגרם של כל אחד מהיסודות, והמסה האטומית שלהם, המספר היחסי של כל אטום או מספר השומות של כל אטום ניתן להשיג על ידי חלוקת המסה של כל אחד מהיסודות השונים במסה האטומית שלהם.

צעד שלישי

חלקו את המספרים היחסיים של כל האטומים לפי המספר היחסי עם הערך הקטן ביותר. על הערכים של הפרופורציה המינימלית להיות מספרים שלמים. במקרה שערך הפרופורציה מכיל עשרוני, יש לבצע תיקון בכדי להעלם אותו עשרוני.

התיקון מורכב מכפלת כל ערכי הפרופורציה במספר המחזיר את כל הערכים למספרים שלמים. לדוגמה, אם ערך הפרופורציה המינימלית הוא 1.25, יש להכפיל את כל הערכים בארבעה (4). מאז 1.25 כפול 4 שווה 5, מספר שלם.

שלב רביעי

כל הסמלים הכימיים של אלמנטים של המתחם יוצבו ועם הכיתוב התואם שלהם; כלומר, ערך החלק המינימלי של האלמנט.

שלב חמישי

את הפורמולה המינימלית של תרכובת ניתן להפוך לנוסחה המולקולרית שלה על ידי השגת היחס בין המשקל המולקולרי של התרכובת למשקל של הנוסחה המינימלית שלה (n). קשר זה זהה לזה שבין הנוסחה המולקולרית לנוסחה המינימלית.

n = משקל מולקולרי של תרכובת / משקל של פורמולה מינימלית

כדי להשיג את הנוסחה המולקולרית, הכפל את הנוסחה המינימלית ב- n. זה מרמז שצריך להכפיל את כל אחת מתכנות המשנה של הנוסחה המינימלית ב- n.

n = משקל מולקולרי / משקל פורמולה מינימלי

= פורמולה מולקולרית / פורמולה מינימלית

נוסחה מולקולרית = נוסחה nminimum

דוגמאות לנוסחאות מולקולריות

להלן מספר נוסחאות מולקולריות נפוצות:

תחמוצת ברזליות (FeO)

-סודיום הידרוקסיד (NaOH)

תחמוצת אשלגן (K ₂ O)

-תחמוצת כלוריד (Cl ₂ O ₇ )

הידרוקסיד פרחי

סידן כלוריד (CaCl ₂ )

חומצה הידרוכלורית (HCl)

-סודיום סולפט (N ₂ SO ₄ )

חומצה גופרתית (H ₂ SO ₄ )

חומצה פרומומית (HBrO ₄ )

-אלומיניום כלוריד (AlCl ₃ )

-מתאן (CH ₄ )

-פרופן (C ₃ H ₈ )

-אתאן (C ₂ H ₆ )

-אתיל אלכוהול (C ₂ H ₆ O)

חומצה אצטית (C ₂ H ₄ O ₂ )

-בנזין (C ₆ H ₆ )

גלוקוז (C ₆ H ₁₂ O ₆ )

תרגילים שנפתרו

- תרגיל 1

לאחוזי המסה הבאים מתיל בנזואט:

C: 70.57%,

H: 5.93%

או: 23.49%

ומשקל מולקולרי של 136.1 גרם למול. קבע את הנוסחה המולקולרית.

צעד ראשון

השלב הראשון הוא לבטא את אחוזי המסה של היסודות במיסתם בגרמים, בידיעה שאחוזי המסה הם ביחס למשקל המולקולרי.

מתוך 136.1 גרם המתאימים לשומה של התרכובת, 70.57% מייצגים רק פחמן. וכן הלאה עם שאר האלמנטים:

מסת פחמן = 136.1 גרם (70.57 / 100)

= 96.05 גרם

מסת מימן = 136.1 גרם (5.93 / 100)

= 8.06 גרם

מסת חמצן = 136.1 (23.49 / 100)

= 31.96 גרם

צעד שני

בהרחבה של הנוסחה המולקולרית, יש לקבוע את המספר היחסי של האטומים (NRA). לשם כך, המוני היסודות מחולקים על ידי המוני האטום שלהם:

NRA (C) = 96 גרם / 12 גרם

= 8

NRA (H) = 8 גרם / 1 גרם

= 8 גרם

NRA (O) = 32 גרם / 16 גרם

= 2

צעד שלישי

עלינו לחשב את הפרופורציות המינימליות של האלמנטים (PME). לשם כך, כל ערכי ה- NRA מחולקים בערך ה- NRA הנמוך ביותר:

PME (C) = 8/2

= 4

PME (H) = 8/2

= 4

PME (O) = 2/2

= 1

שלב רביעי

כתוב את הנוסחה המינימלית למתיל בנזואט, בהתבסס על העובדה שתמונות המשנה של היסודות הינן הפרופורציות המינימליות המחושבות שלהן:

C ₄ H ₄ O

שלב חמישי

לבסוף, יש לקבוע את הנוסחה המולקולרית של מתיל בנזואט. לפיכך אנו מחשבים את n:

n = משקל מולקולרי / משקל פורמולה מינימלי

המשקל של הפורמולה המינימלית הוא 68 גרם למול:

= 136.1 גרם / 68 גרם

n ≈ 2

נוסחה מולקולרית = נוסחה מינימלית 2

= 2 C ₄ H ₄ O

פורמולה מולקולרית של מתיל בנזואט = C ₈ H ₈ O ₂

- תרגיל 2

אחוזי האלמנטים המרכיבים בנזן הם כדלקמן:

C: 92.36%

H: 7.64%.

משקלו המולקולרי של בנזן הוא 78 גרם / מולקולה. קבע את הנוסחה המולקולרית שלה.

צעד ראשון

הפוך את אחוזי המסה של היסודות להמונים שלהם בגרמים:

מסת פחמן = 78 גרם (92.36 / 100)

= 72.04 גרם

מסת מימן = 78 גרם (7.64 / 100)

= 5.96 גרם

צעד שני

חישוב המספר היחסי של האטומים (NRA). לשם כך, המוני היסודות מחולקים על ידי המוני האטום שלהם:

NRA (C) = 72 גרם / 12 גרם

= 6

NRA (H) = 6 גרם / 1 גרם

= 6

צעד שלישי

חישוב הערכים של הפרופורציה המינימלית של האלמנטים (PME). זה מחושב על ידי חלוקת ערכי ה- NRA של כל הפריטים בערך ה- NRA הקטן ביותר:

PME (C) = 6/6

= 1

PME (H) = 6/6

= 1

שלב רביעי

כתוב את הנוסחה המינימלית של בנזן, תוך התחשבות בכך שתסילי המשנה של האלמנטים הם הערכים של הפרופורציה המינימלית המחושבת.

פורמולה מינימלית של בנזן: CH

שלב חמישי

קביעת הנוסחה המולקולרית על ידי חישוב הקשר בין המסה המולקולרית והמסה של הנוסחה המינימלית:

n = משקל מולקולרי / משקל של הנוסחה המינימלית

= 78 גרם / 13 גרם

n = 6

נוסחה מולקולרית = נוסחה nminimum

= 6CH

= C ₆ H ₆

הפניות

1. וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
2. ויקיפדיה. (2020). נוסחה כימית. התאושש מ: en.wikipedia.org
3. למידה ללא גבולות. (sf). נוסחאות מולקולריות. התאושש מ: Courses.lumenlearning.com
4. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (29 בספטמבר 2019). חישוב נוסחאות אמפיריות ומולקולריות. התאושש מ: thoughtco.com
5. פיטר ג 'מיקולצקי, כריס הרן. (2020). כיצד להשתמש בנוסחאות אמפיריות למציאת נוסחאות מולקולריות. התאושש מ: dummies.com