فرمول شیمیایی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

تعریف کلی ترکیب اتمی یک ماده خالص با فرمول شیمیایی مشخص می‌شود. دریک فرمول ، نمادهای شیمیایی برای نشان دادن انواع اتمهای موجود درآن ماده و زیروندها برای مشخص کردن تعداد نسبی هرتوع از اتمها به کار می‌رود. به این ترتیب اگر نمادی زیروند نداشته باشد، به این معنی است که تعداد آن یک است. فرمول شیمیایی و ترکیب یک مولکول در مورد یک ماده شیمیایی ، فرمول ، مفسر ترکیب یک مولکول است و گاهی فرمول مولکولی نامیده می‌شود. مثلا فرمول H2O نشان می‌دهد که یک مولکول آب شامل دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن است. فرمول مولکولهای دو و چند اتمی در مولکولهای عناصر ، همه اتمها یکسان‌اند. تعدادی از عناصر در طبیعت به صورت مولکولهای دواتمی هستند. در این مولکولها دو اتم به یکدیگر متصل شده‌اند. عناصری که به صورت مولکولهای دو اتمی هستند عبارتند از : I2 و Br2 و Cl2 و F2 و O2 و N2 و H2

به خاطر داشتن این نکته مهم است که این عناصر به این صورت وجود دارند، زیرا خواص شیمیایی و فیزیکی آنها منعکس کننده ساختار مولکولی آنهاست. مولکول بعضی از عناصر بیشتر از دو اتم دارد. مثلا مولکول گوگرد شامل هشت اتم و فرمول مولکولی آن S8 است فرمول مولکولی یک مولکول فسفر P4 است. مولکولهای مواد مرکب و فرمول مولکولی آنها مولکولهای مواد مرکب از دو یا چند عنصر ساخته شده‌اند. بعضی از این مولکولها دو اتمی هستند مانند H ، Cl و No . مولکولهای مواد مرکب دیگر پیچیده‌ترند. فرمول مولکولی یک ماده مرکب تنها عده و نوع اتمهای موجود در یک مولکول ماده مرکب را نشان می‌دهد. این فرمول به ما نمی‌گوید که این اتمها چگونه به یکدیگر متصل شده‌اند. مثلا فرمول NH3 تنها نشان می‌دهد که مولکول آمونیاک سه اتم هیدروژن و یک اتم نیتروژن دارد، اما فرمول ساختاری مولکول آمونیاک نشان می‌دهد که این اتمها چگونه به یکدیگر متصل شده‌اند. فرمول ساختاری در فرمول ساختاری برای نشان دادن هر اتم نماد جداگانه‌ای بکار می‌رود و خطها چگونگی اتصال این اتمها را مشخص می‌کنند. توجه داشته باشید که حتی فرمول ساختاری کمبودی دارد یعنی آرایش فضایی اتمهای یک مولکول را نشان نمی‌دهد. فرمول مواد مرکب یونی بلور سدیم کلراید از تعداد زیادی از این یونها ساخته شده که با جاذبه‌های مثبت - منفی به هم پیوسته‌اند. در این بلور به ازای هر یون کلرید ، Cl- ، یک یون سدیم Na+ وجود دارد و فرمول آن NaCl است. این فرمول مبین یک مولکول نیست و نشان نمی‌دهد که این یونها به صورت زوج هستند، چون نمی‌توان هیچ یونی را در بلور در نظر گرفت که بطور انحصاری متعلق به یون دیگر باشد. بنابراین این فرمول ساده‌ترین نسبت یونهایی را نشان می‌دهد که برای تولید بلور سدیم کلراید لازم است. پس فرمولهای مواد مرکب یونی از فرمول یونهای آن مواد به دست می‌آیند. مثلا فرمول باریم کلراید از فرمول یون باریم Ba2+ و فرمول یون کلرید Cl- حاصل می‌شود. چون یک بلور از لحاظ الکتریکی خنثی است، بار کلی همه یونهای مثبت باید برابر با بارکلی همه یونهای منفی باشد. بنابراین در باریم کلرید ، باید به ازای هر یون باریم دو یون کلرید وجود داشته باشد.. یعنی : Bacl2. فرمول مولکولی شکلهای دیگر عناصر بعضی از عناصر و مواد به شکلهایی وجود دارند که نه مولکولی و نه یونی است. در الماس ، تعدادزیادی اتمهای کربن در یک الگوی بلوری سه بعدی با شبکه ای از پیوندهای مشابه با پیوندهایی که در مولکولها یافت می شوند، به هم متصل شده اند. درواقع ، کل بلور الماس را می توان به صورت مولکول غول پیکر درنظر گرفت. بعضی از مواد مرکب مثلا سیلیسیم دی اکسید SiO2 ، شکلهایی مشابه با الماس دارند. فلزات ، ساختارهایی دارند که در آنها تعداد زیادی اتم با پیوندهایی به نام پیوندهای فلزی به هم متصل شده‌اند. این گونه شکلهای دیگر مواد دارای ساختارهای پیچیده‌تری هستند. در فرمول آنها ، زیروند اتمها ، ساده‌ترین عدد صحیحی است که نسبت درست اتمهای موجود در ماده مورد نظر را به دست می‌دهد. فرمول تجربی یا خام

فرمول مولکولی هیدروژن پراکسید H2O2 ، نشان می‌دهد که دو اتم هیدروژن و دو اتم اکسیژن در یک مولکول هیدروژن پراکسید وجود دارد. بطوری که ملاحظه می‌شود نسبت اتمهای هیدروژن به اکسیژن (2 به 2) ساده‌ترین نسبت عدد صحیح (که باید 1 به 1 باشد) نبست. فرمولی که با استفاده از ساده‌ترین نسبت عدد صحیح نوشته می‌شود ، یک فرمول تجربی یا یک فرمول ساده نامیده می‌شود. پس فرمول مولکولی هیدروژن پراکسید ، H2O2 است. اما فرمول تجربی آن HO است. فرمول مولکولی ، ترکیب اتمی واقعی مولکول را به دست می‌دهد و فرمول تجربی تنها ساده‌ترین نسبت عدد صحیح اتمها در یک ماده مرکب را نشان می‌دهد. برای بعضی از مواد مرکب مولکولی ، فرمولهای مولکولی و تجربی یکسان‌اند. مثل H2O ، NH3 ، Co2

فرمول شیمیایی و یا فرمول مولکولی یک راه برای بیان اطلاعات مربوط به اتم‌های تشکیل دهنده یک ترکیب شیمیایی خاص است. با تکیه بر فرمول تجربی به تنهایی، یک مولکول متان برای مثال ممکن است شامل یک کربن و چهار هیدروژن یا دو کربن و هشت هیدروژن با هر مضربی از CH۴ باشد. ما باید فرمول مولکولی یعنی:فرمولی که شمار واقعی هر نوع اتم را در یک مولکول نشان دهد را نیز باید پیدا کنیم.

لاکتیک اسید.png

برای پیدا کردن فرمول مولکولی باید وزن مولکولی را تعیین کنیم، امروزه وزن مولکولی را با طیف سنجی جرمی که به طور مطمئن مقدار دقیق آن را به دست می‌دهد اندازه می‌گیرند برای مثال اتان دارای فرمول تجربی CH۳ است برای آن وزن مولکولی ۳۰ به دست می‌آید که نشان می‌دهد از میان فرمول‌های مولکولی ممکن فرمول صحیح باید C۲H۶ باشد.

منابع[ویرایش]