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経験式と分子式の重要な違いは、経験式が最も単純な原子比しか示さないのに対し、分子式は各分子に含まれる原子の数を正確に示すことである。
化学の世界では、元素や分子を識別するために記号を使うことが多い。分子式と経験式は、分子や化合物を簡単に表現するために用いる記号的な方法です。
1. 概要と主な違い 2. 経験式とは 3. 分子式とは 4. 並べて比較 - 表形式での経験式 vs 分子式 5. まとめ
経験式は、分子に対して書くことのできる最も単純な式の形式である。分子内の原子の種類は表示されるが、各原子の実際の数は表示されない。その代わり、分子内の各原子について、最も単純な整数の比率を与える。
例えば、C6H12O6はグルコースの分子式で、CH2Oはその経験式である。ほとんどの場合、イオン化合物には経験式を与えます。例えば、NaClの結晶に含まれるNaとClの量を正確に把握することはできない。だから、つながった原子の比率を表す経験式を書けばいいのです。
動画01:経験式
なお、Ca3(PO4)2も経験式である。イオン化合物では、各イオンの電荷を交換することで簡単に式を書くことができ、分子内の各イオンの数が自動的に与えられる。また、高分子の経験式も書くことができる。ポリマーの経験式を書くときは、繰り返し単位を書き、「n」の文字を使って、ポリマー中に繰り返し単位がn個あり得ることを示す。ただし、経験式を使って分子の質量や構造、異性体などを求めることはできないが、分析的な目的には有効である。
分子式とは、分子を構成する原子の種類と、原子1個あたりの原子数を表す式である。そのため、各原子について正しい化学量論が得られます。原子は記号で表され、周期表に示されている。さらに、原子の添え字を書き込んでおく。分子式の中には中性(電荷がない)ものもあるが、電荷がある場合はその右に上付き文字で示すことができる。
私たちは通常、化学反応や化学物質の詳細を記録する際に分子式を使用します。分子式を見るだけで、その分子に関するさまざまな情報を得ることができるのです。例えば、分子量を計算することができます。また、イオン化合物であれば、イオンとは何か、水に溶かしたときに何個のイオンが出るかを予測することができる。
動画02:分子式と経験式の比較
さらに、分子式から各原子の酸化数、反応での反応の仕方、得られる生成物を予測することができる。しかし、分子式だけでは、分子の正確な配置を予測することはできない。これは、1つの分子式が複数の構造式を持つことがあるからである。これが「異性体」である。異性体は、分子式は同じだが、原子の連結性(構成異性体)や原子の空間配置(立体異性体)が異なる場合がある。そこで、分子式を使って、ある分子が持つ可能性のある異性体をすべて書き出すことができるのです。
経験式は、分子に対して書くことのできる最も簡単な形の式であるのに対し、分子式は、分子に含まれる原子の種類とそれぞれの原子の数を示す式である。したがって、経験式と分子式の重要な違いは、経験式が最も単純な原子比のみを与えるのに対し、分子式は分子内の各原子の正確な数を与えることである。さらに、分子式で正確な分子量を求めることができるのに対し、経験式で正確な分子量を求めることはできない。
経験式と分子式のもう一つの重要な違いとして、イオン化合物の原子の種類やポリマーの繰り返し単位を予測できるのに対し、分子式では各原子の酸化数や反応の仕方、得られる生成物を予測することができると言える。
ある分子や高分子に対して、経験式を書くことができる。しかし、分子式はもっと細かい形をしている。経験式と分子式の重要な違いは、経験式が最も単純な原子比しか示さないのに対し、分子式は分子内の各原子の正確な数を示すことである。
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