Молекулярная формула (также называемая брутто-формулой ) используется в химии для обозначения типа и количества атомов в химическом соединении . Если соединение состоит из дискретных молекул , молекулярная формула указывает их состав . Однако для таких соединений, как соли , молекулярная формула соответствует формульной единице , указывающей стехиометрический состав. Молекулярная формула часто не то же самое, что простейшая формула , которая определяет наименьшее возможное соотношение чисел атомов химических элементов, входящих в химическое соединение.

Сравнение разных способов описания формул веществ

Вещество	Структурные формулы				Другие способы представления
		Валентная форма	Проекция Натта	Скелетная формула	Рациональная формула	Брутто-формула	Простейшая формула
вода				не существует	не существует	H 2 O	H 2 O
метан				не существует	CH 4	CH 4	CH 4
пропан					CH 3 -CH 2 -CH 3	С 3 Н 8	С 3 Н 8
уксусная кислота					CH 3 -COOH	С 2 Н 4 О 2	CH 2 O

Структура формулы

Молекулярная формула химического соединения состоит из символов химических элементов , а также подстрочных арабских цифр для указания их количества в этом соединении. Количество атомов всегда помещается в виде индекса справа от символа элемента, при этом число «1» не пишется . Т.о, для воды вместо «H ₂ O ₁ » указывается «H ₂ O».

Если соединение состоит из дискретных молекул, молекулярная формула указывает состав молекулы. Молекулярная формула дитиодихлорида — S ₂ Cl ₂ , а этана C ₂ H ₆ . Простейшие формулы для этих веществ SCl и СН ₃ соответственно.

Существуют разные способы упорядочивания элементов в молекулярных формулах. В таблицах и базах данных — особенно для органических соединений — обычно предпочтительнее использовать , согласно которой сначала указываются атомы углерода, затем атомы водорода, а затем все остальные атомы, отсортированные по алфавиту. Эта система упрощает поиск соединений, если вы не знаете их название.

Для неорганических соединений часто выбирают другой путь, который учитывает стехиометрический состав соединений: элемент с более высокой электроотрицательностью (обычно правее или выше в периодической таблице) находится справа от элемента с более низким значением электроотрицательности (как в молекулярной формуле, так и в названии вещества). Например, хлорид натрия обозначается как «NaCl», а не «ClNa». В случае комплексных солей сначала указывается катион с центральным атомом и его лигандами , а затем анион с центральным атомом и его лигандами; например, (NH ₄ ) ₂ SO ₄ для сульфата аммония . Неорганические кислоты указываются аналогично родственным солям. Атомы водорода находятся впереди вместо катионов, как в случае H ₃ PO ₄ , молекулярной формулы ортофосфорной кислоты . Эти формулы представляют собой формульные единицы для стехиометрических расчетов, но не отображают структуру соединений.

Примеры и особенности

• В хлориде натрия NaCl натрия к хлору равно n (Na) : n (Cl) = 1 : 1 . Молекулярная формула хлорида натрия ничего не говорит о структуре соединения (см. иллюстрация).
• В оксиде алюминия Al ₂ O ₃ мольное соотношение n (Al) : n (O) = 2 : 3 .
• H ₂ O, молекула воды , состоит из двух атомов водорода (H) и атома кислорода (O) (соотношение 2 : 1 );
• H ₂ SO ₄ , молекула серной кислоты , состоит из двух атомов водорода, одного атома серы (S) и 4 атомов кислорода (соотношение 2 : 1 : 4 ).
• В гексане C ₆ H ₁₄ мольное соотношение n (C) : n (H) = 6 : 14 = 3 : 7 . Следовательно, простейшая формула молекулы гексана будет C ₃ H ₇ . Однако такие формулы не указывают реальное количество атомов в молекуле и поэтому зачастую неоднозначны.

В случае простых соединений молекулярная формула часто совпадает с простейшей , которая использует наименьшие возможные целые числа.

Использование молекулярных формул

Молекулярные формулы также используются при формулировании уравнений химических реакций. Исходные и конечные продукты реакции (реагенты и продукты) в реакционной схеме в неорганической химии обычно указываются в виде молекулярных формул. Они составляют основу стехиометрических расчетов . Молекулярные формулы редко используются в органической химии , так как они почти не содержат информации, важной для протекания реакций с участием органических соединений.

Примечания