В химии простейшая формула химического соединения — формула с простейшим положительным целочисленным соотношением атомов, присутствующих в соединении . Простым примером этой концепции является то, что простейшая формула монооксида серы , или SO, будет просто SO, как и простейшая формула , S ₂ O ₂ . Таким образом, оксид серы и диоксид дисеры, оба являющиеся соединением серы и кислорода , имеют одну и ту же простейшую формулу. Однако их химические формулы , которые выражают количество атомов в каждой молекуле химического соединения, не совпадают.

В простейшей формуле ничего не говорится о расположении или количестве атомов. Она стандартна для многих , таких как хлорид кальция (CaCl ₂ ), и для макромолекул , таких как диоксид кремния (SiO ₂ ).

С другой стороны, химическая формула показывает количество атомов каждого вещества в молекуле. Структурная формула показывает расположение атомов в молекуле. Как показано выше, вполне возможно, что разные типы соединений имеют одинаковые простейшие формулы.

Для того, чтобы определить, сколько процентов каких элементов содержит образец, он анализируется при помощи элементного анализа .

Примеры

• Глюкоза (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), рибоза (C ₅ H ₁₀ O ₅ ), уксусная кислота (C ₂ H ₄ O ₂ ) и формальдегид (CH ₂ O) имеют разные химические формулы, но одну и ту же простейшую формулу: CH ₂ O. Это реальная химическая формула формальдегида, но у уксусной кислоты количество атомов в два раза больше, у рибозы в пять раз, а у глюкозы в шесть раз больше атомов.
• Химическое соединение н-гексан имеет структурную формулу CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₂ CH ₃ , которая показывает, что он имеет 6 атомов углерода , расположенных в цепочку, и 14 атомов водорода . Химическая формула гексана — C ₆ H ₁₄ , а его простейшая формула — C ₃ H ₇ , что говорит о соотношении C:H как 3:7.

Пример расчета

Химический анализ образца метилацетата даёт следующие элементные данные: 48,64 % углерода (C), 8,16 % водорода (H) и 43,20 % кислорода (O). Для определения простейшей формулы предположим, что у нас есть 100 граммов соединения. В этом случае проценты будут соответствовать массе каждого элемента в граммах.

Шаг 1: Замените каждый процент на массу каждого элемента в граммах. То есть 48,64 % C превращается в 48,64 г C, 8,16 % H превращается в 8,16 г H, а 43,20 % O превращается в 43,20 г O.

Шаг 2. Преобразуйте количество каждого элемента в граммах в его количество в молях:

${\displaystyle \left({\frac {48.64{\mbox{ g C}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{12.01{\mbox{ g C}}}}\right)=4.049\ {\text{mol}}}$

${\displaystyle \left({\frac {8.16{\mbox{ g H}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{1.007{\mbox{ g H}}}}\right)=8.095\ {\text{mol}}}$

${\displaystyle \left({\frac {43.20{\mbox{ g O}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{16.00{\mbox{ g O}}}}\right)=2.7\ {\text{mol}}}$

Шаг 3. Разделите каждое из полученных значений на наименьшее из них (2.7):

${\displaystyle {\frac {4.049{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1.5}$

${\displaystyle {\frac {8.095{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=3}$

${\displaystyle {\frac {2.7{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1}$

Шаг 4: При необходимости умножьте эти числа на целое число, чтобы получить в результате целые числа:

${\displaystyle 1.5\times 2=3}$

${\displaystyle 3\times 2=6}$

${\displaystyle 1\times 2=2}$

Таким образом, простейшая формула метилацетата — C ₃ H ₆ O ₂ . Она также является его химической формулой.

Примечания