Unterschied zwischen molekularer und struktureller Formel

Hauptunterschied - molekulare vs. strukturelle Formel

Summenformel und Strukturformel von Verbindungen stellen Atome verschiedener chemischer Elemente dar, die in den Verbindungen vorhanden sind. Die Summenformel gibt das Verhältnis zwischen diesen Elementen an. Die Strukturformel gibt die relativen Positionen dieser Atome an. Der Hauptunterschied zwischen Molekularformel und Strukturformel ist das Die Molekülformel kann nicht die relativen Positionen der Atome angeben, während die Strukturformel die relativen Positionen der Atome angibt.

Wichtige Bereiche

1. Was ist Molekülformel?
     - Definition, Die molekulare Formel finden
2. Was ist Strukturformel?
    - Definition verwendet
3. Was ist der Unterschied zwischen molekularer und struktureller Formel?
     - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Kondensierte Formel, Empirische Formel, Lewis-Struktur, Summenformel, Strukturformel

Was ist Molekülformel?

Die Summenformel oder chemische Formel einer Verbindung ist die Darstellung der Arten von Atomen und ihrer Verhältnisse in dieser Verbindung. Die Summenformel wird durch Symbole für chemische Elemente und die Zahlen angegeben, die das Verhältnis zwischen ihnen darstellen. Dieses Verhältnis ist die tatsächliche ganze Anzahl von Atomen (die einfachste ganze Zahl wird durch die empirische Formel angegeben).

Die Molekülformel kann in der Nomenklatur einfacher Moleküle verwendet werden, nicht jedoch bei komplexen Molekülen. Eine Molekülformel einer Verbindung kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Verbindung eine binäre Verbindung, eine ternäre Verbindung, eine quaternäre Verbindung ist oder noch mehr Elemente aufweist.

Die Molekülformel einer Verbindung kann gefunden werden, wenn die erforderlichen Details angegeben sind. Die folgenden Beispiele zeigen, wie Sie die Molekülformel finden.

Frage:

Finden Sie die Molekülformel einer Verbindung mit C = 40%, H = 6,72%, der Rest ist Sauerstoff und das Molekulargewicht der Verbindung beträgt 180 g / mol.

Antworten:

Vorhandene Elemente sind;

C = 40%
H = 6,72%
O = (100 - 40 + 6,72)% = 53,28%

Die Anzahl der Mole eines jeden Elements in 100 g der Verbindung;

C = 40 g / 12 gmol-1 = 3,33 mol
H = 6,72 g / 1 gmol-1 = 6,72 mol
O = 53,28 g / 16 gmol-1 = 3,33 mol

Das einfachste Verhältnis zwischen diesen Elementen wird gefunden, indem jeder Wert durch den größten Wert unter ihnen geteilt wird.

C = 3,33 mol / 6,72 mol = 1/2
H = 6,72 mol / 6,72 mol = 1
O = 3,33 mol / 6,72 mol = 1/2

Finden Sie das einfachste Ganzzahlverhältnis zwischen diesen Atomen;

C = 1/2 x 2 = 1
H = 1 x 2 = 2
O = 1/2 x 2 = 1

Daher ist die empirische Formel der Verbindung CH₂O.

Um die Molekülformel anhand dieser empirischen Formel zu finden, müssen wir zunächst die Anzahl der in der Verbindung vorhandenen empirischen Formeleinheiten ermitteln.

Molmasse der empirischen Formeleinheit = CH 2 O = (12 g / mol) + (1 g / mol x 2) + (16 g / mol)
                                                                     = 30 g / mol.

Die Anzahl der in der Verbindung vorhandenen empirischen Formeleinheiten betrug 180 gmol-1/30 gmol-1 = 6
Dann kann die Molekülformel der Verbindung durch Multiplizieren der empirischen Formel mit 6 erhalten werden.

Summenformel = (CH 2 O) × 6 = C6H12O6

Was ist Strukturformel?

Die Strukturformel einer Verbindung ist die Darstellung der Anordnung der Atome in der Verbindung. Diese Strukturformel liefert viele Details über das Molekül und die Eigenschaften der Verbindung können auch anhand dieser Details vorhergesagt werden.

Die Strukturformel kann für die Nomenklatur des Moleküls verwendet werden. Dies liegt daran, dass die Strukturformel alle in der Verbindung vorhandenen funktionellen Gruppen und ihre relativen Positionen zeigt. Die Strukturformel kann auch verwendet werden, um die chemischen Eigenschaften der Verbindung (wie Polarität) und die physikalischen Eigenschaften (wie Siedepunkt) vorherzusagen..

Es gibt wenige Möglichkeiten, die Strukturformel anzugeben. Lewis-Strukturen zeigen die Konnektivität von Atomen und den freien Elektronenpaaren oder ungepaarten Elektronen in der Verbindung. Die kondensierte Formel ist eine andere Art von Strukturformel, die die relativen Positionen von Atomen angibt, was jedoch nicht sehr hilfreich ist (Bsp. CH)₃CH₂OH ist die kondensierte Formel von Ethanol).

Abbildung 1: Lewis-Struktur eines Wassermoleküls

Ein wichtiger Typ von Strukturformeln in der organischen Chemie sind Skelettformeln. Die meisten komplexen organischen Moleküle können über Skelettformeln verabreicht werden. Diese Art von Formeln zeigt die funktionellen Gruppen und ihre Positionen. Die an die Kohlenstoffatome gebundenen Wasserstoffatome sind dort jedoch nicht angegeben.

Figur 2: Ethylenglycol-Skelettformel

In der Stereochemie gibt es viele Formen von Strukturformeln. Zum Beispiel gibt die Strukturformel die cis-trans-Geometrie der Verbindung, Newman-Projektion und Sägebockprojektion organischer Verbindungen, Fischer-Projektion von Zuckermolekülen, Haworth-Projektion usw. an.

Unterschied zwischen molekularer und struktureller Formel

Definition

Molekularformel: Die Summenformel oder chemische Formel einer Verbindung ist die Darstellung der Arten von Atomen und ihrer Verhältnisse in dieser Verbindung.

Strukturformel: Die Strukturformel einer Verbindung ist die Darstellung der Anordnung der Atome in der Verbindung.

Details angegeben

Molekularformel: Die Summenformel gibt das Verhältnis zwischen den in der Verbindung vorhandenen Atomen an.

Strukturformel: Strukturelle Form ergibt die Anordnung der Atome und die relativen Positionen der funktionellen Gruppen in der Verbindung.

Verwendet

Molekularformel: Die Summenformel kann für die Nomenklatur einfacher Moleküle verwendet werden, um zu bestimmen, ob es sich bei der Verbindung um eine binäre Verbindung, eine ternäre Verbindung, eine quaternäre Verbindung oder noch mehr Elemente usw. handelt.

Strukturformel: Strukturformeln können für die Nomenklatur komplexer Moleküle und zur Vorhersage der chemischen Eigenschaften von Verbindungen (wie Polarität) und physikalischen Eigenschaften (wie Siedepunkt) verwendet werden..

Fazit

Die Summenformel und die Strukturformel sind sehr wichtig für die Bestimmung der tatsächlichen Struktur einer Verbindung. Der Hauptunterschied zwischen Molekülformel und Strukturformel besteht darin, dass die Molekülformel die relativen Positionen der Atome nicht angeben kann, während die Strukturformel die relativen Positionen der Atome angibt.

Referenz:

1. Helmenstine, Anne Marie „Berechnung der empirischen & molekularen Formel“. ThoughtCo, 4. August 2017, hier verfügbar.
2. „2.1: Strukturformeln“. Chemie LibreTexts, Libretexts, 22. Juni 2017, hier verfügbar.

Bildhöflichkeit:

1. „Wasser-2D-Ebene“ (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. “Ethylenglykol” von Sander de Jong - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia