Wat is een moleculaire formule?

De moleculaire formule is een notatie die wordt gebruikt om de samenstelling van een stof te beschrijven. De meeste formules zijn geschreven op een manier die ook enig detail geeft van de bindingsstructuur van het materiaal. Een verwante notatie omvat empirische formules. Sommige materialen kunnen niet nauwkeurig worden weergegeven door het gebruik van moleculaire formules.

Materie bestaat uit atomen, de kleinste hoeveelheid massa die chemische eigenschappen behoudt bij onderverdeling. Atomen binden op verschillende manieren om moleculen te vormen. Een moleculaire formule vertegenwoordigt de elementaire samenstelling van één molecuul.

De moleculaire formule van Water is H20. Het getal twee geeft twee waterstofatomen in het molecuul aan. De O verschijnt zonder een getal, wat betekent één zuurstofatoom. Afhankelijk van de tekst kunnen de cijfers zonder subscripts worden geschreven. Handgeschreven formules maken altijd gebruik van het subscript.

Propaan is een component van aardgas. Deze koolwaterstof heeft drie koolstofatomen met lineaire bindingen die een rechte keten vormen. De koolstofketen is omgeven door acht waterstofmoleculen. De moleculaire formule is C3H8. In het raffinageproces zal wat propaan reageren om cyclopropaan te vormen. Cyclopropaan is een driehoekig molecuul dat opnieuw wordt omringd door zes waterstofatomen, met een molecuulformule van C3H6.

Een waterstofmolecuul, H2, ging verloren bij de productie van het cyclopropaan. Andere reacties waren mogelijk, waaronder het verliezen van een waterstofmolecuul tussen twee van de drie koolstofatomen. Propene, dat een dubbele binding heeft tussen de eerste en tweede koolstofatomen, heeft ook een moleculaire formule van C3H6. Hoewel de formule van C3H8 propaan moet zijn, is C3H6 onvoldoende informatie om de verbinding te identificeren.

De empirische formule is geschreven als de kleinste herhalende eenheid van een molecuul. De notatie vereist dat de subscripts in de formule positieve gehele getallen zijn. De moleculaire en empirische formules voor glucose zijn respectievelijk C6H1206 en CH20. In dit geval zijn zes empirische glucoseformules nodig om het molecuul te construeren. Empirische formules kunnen worden gezien als de kleinste gemene deler.

Moleculaire formules worden gebruikt om de molecuulgewichten van materialen te berekenen, die op hun beurt de waarden opleveren om het aantal moleculen of ionen te bepalen dat in een gegeven massa materiaal aanwezig is. Deze berekeningen zijn nodig om de resultaten van een reactie te evalueren of om een ​​oplossing met een bekende concentratie te bereiden. Moleculaire formules zijn geen directe maat voor dichtheid of massa of staat van zijn.

Macromoleculen, zowel natuurlijk als synthetisch, zijn moeilijk te karakteriseren door hun moleculaire formules. Deze lange-keten moleculen hebben vaak vertakkingspunten met hun eigen lange ketens. Gewoonlijk wordt het monomeer, of de startchemicalie waaruit het polymeer was afgeleid, gebruikt als een pseudomoleculaire formule. Polyethyleen wordt gemaakt door een waterstofmolecuul uit ethaan te verwijderen om ethaan te vormen dat vervolgens polymeriseert. Het heeft een herhalende eenheid van (CH ₂ ) n, waarbij de n een onbekend maar groot aantal vertegenwoordigt.