Простейшая формула
Простейшая формула показывает самое простое целочисленное соотношение атомов элементов в веществе. Она не всегда указывает настоящее число атомов в молекуле, а только их относительное количество.
Как записывают простейшую формулу
Чтобы определить простейшую формулу по составу вещества, сначала находят количество вещества каждого элемента: его массу делят на относительную атомную массу. Если известны массовые доли, используют массовые доли элементов: условно принимают массу вещества за 100 г, затем вычисляют количества вещества.
Полученные значения делят на наименьшее из них. Так получают соотношение, близкое к целым числам. Если встречаются числа 1,5; 2,5 или другие дроби, все отношения умножают на подходящее число, чтобы получить целые индексы. Общий множитель затем не сокращают: индексы уже должны быть минимальными.
В веществе массовые доли углерода и кислорода равны 27,3% и 72,7%. Для условных 100 г: \(n(\mathrm{C})=\frac{27,3}{12}=2,275\), \(n(\mathrm{O})=\frac{72,7}{16}=4,544\). Деление на 2,275 даёт соотношение \(1:2\), поэтому простейшая формула — \(\mathrm{CO_2}\).
Молекулярная формула показывает действительное число атомов в молекуле. Простейшая формула может быть в несколько раз проще: например, для бензола молекулярная формула \(\mathrm{C_6H_6}\), а простейшая — \(\mathrm{CH}\). Если индексы молекулярной формулы нельзя одновременно сократить, обе формулы совпадают.
Простейшая формула часто является первым результатом при решении задачи на состав вещества. Затем по относительной плотности газа, молярной массе или другим данным находят молекулярную формулу. Расчёт массовых долей — обратная проверка: по формуле можно определить, какую долю массы составляет каждый элемент. Подробный алгоритм относится к странице формула вещества по массовым долям.
Какую простейшую формулу имеет вещество с соотношением атомов \(\mathrm{N:H}=1:3\)?
Главное
- Простейшая формула выражает минимальное целочисленное соотношение атомов элементов.
- Для расчёта находят количества вещества элементов, делят их на наименьшее значение и получают целые индексы.
- Простейшая и молекулярная формулы совпадают не всегда.