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Fórmula Molecular

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Definição

Fórmula Molecular é uma fórmula química que fornece o número total de átomos de cada elemento em cada molécula de uma substância.

Descrição

As fórmulas moleculares descrevem o número exato e o tipo de átomos em uma única molécula de um composto.

Os elementos constituintes são representados por seus símbolos químicos, e o número de átomos de cada elemento presente em cada molécula é mostrado como um subscrito após o símbolo desse elemento.

A fórmula molecular expressa informações sobre as proporções de átomos que constituem um composto químico específico, usando uma única linha de símbolos e números de elementos químicos. Às vezes, também inclui outros símbolos, como parênteses, traços, colchetes e sinais de mais (+) e menos (-).

Para compostos orgânicos, carbono e hidrogênio são listados como os primeiros elementos da fórmula molecular e são seguidos pelos demais elementos em ordem alfabética.

Por exemplo, para butano, a fórmula molecular é C4H10.

Para compostos iônicos, o cátion precede o ânion na fórmula molecular. Por exemplo, a fórmula molecular do fluoreto de sódio é NaF.

Uma fórmula molecular não é um nome químico e não contém palavras.

Embora uma fórmula molecular possa implicar certas estruturas químicas simples, ela não é a mesma que uma fórmula estrutural química completa.

Fórmulas moleculares são mais limitantes que nomes químicos e fórmulas estruturais.

O que é

A fórmula molecular é uma notação usada para descrever a composição de uma substância. A maioria das fórmulas é escrita de uma maneira que também fornece alguns detalhes da estrutura de união do material.

Uma notação relacionada inclui fórmulas empíricas. Alguns materiais não podem ser representados com precisão pelo uso de fórmulas moleculares.

A matéria é composta de átomos, a menor quantidade de massa que retém propriedades químicas quando subdividida. Os átomos se ligam de diferentes maneiras para formar moléculas.

Uma fórmula molecular representa a composição elementar de uma molécula.

A fórmula molecular da água é H2O. O número dois indica dois átomos de hidrogênio na molécula.

O propano é um componente do gás natural. Este hidrocarboneto possui três carbonos com ligações lineares formando uma cadeia linear.

A cadeia de carbono é cercada por oito moléculas de hidrogênio. A fórmula molecular é C3H8. No processo de refino, algum propano reagirá para formar o ciclopropano.

O ciclopropano é uma molécula triangular cercada novamente por seis átomos de hidrogênio, com uma fórmula molecular de C3H6.

Uma molécula de hidrogênio, H2, foi perdida na produção do ciclopropano. Outras reações foram possíveis, incluindo a perda de uma molécula de hidrogênio entre dois dos três carbonos. O propeno, que possui uma ligação dupla entre o primeiro e o segundo carbonos, também possui uma fórmula molecular de C3H6.

Embora a fórmula de C3H8 deva ser propano, C3H6 é uma informação insuficiente para identificar o composto.

A fórmula empírica é escrita como a menor unidade repetitiva de uma molécula. A notação requer que os subscritos na fórmula sejam inteiros positivos.

As fórmulas moleculares e empíricas para glicose são C6H12O6 e CH2O, respectivamente. Neste caso, são necessárias seis fórmulas empíricas de glicose para construir a molécula. As fórmulas empíricas podem ser consideradas o menor denominador comum.

As fórmulas moleculares são usadas para calcular os pesos moleculares dos materiais, que por sua vez fornecem os valores para determinar o número de moléculas ou íons presentes em uma determinada massa de material.

Esses cálculos são necessários para avaliar os resultados de uma reação ou para preparar uma solução de uma concentração conhecida. As fórmulas moleculares não são uma medida direta de densidade ou massa, ou estado de ser.

Macromoléculas, naturais e sintéticas, são difíceis de caracterizar por suas fórmulas moleculares. Essas moléculas de cadeia longa geralmente têm pontos de ramificação com suas próprias cadeias longas. Tipicamente, o monômero, ou produto químico de partida do qual o polímero foi derivado, é usado como uma fórmula pseudo-molecular. O polietileno é produzido removendo uma molécula de hidrogênio do etano para formar etano que então polimeriza. Possui uma unidade de repetição de (CH2) n, o n representando um número desconhecido, mas grande.

O que é o peso da fórmula?

O peso da fórmula é uma medida usada para identificar quanto pesa um composto químico específico com base em sua fórmula.

Por exemplo, o peso da fórmula da molécula de oxigênio é de cerca de 32 gramas por mole; isso ocorre porque a molécula de oxigênio consiste em dois átomos de oxigênio e cada átomo de oxigênio pesa aproximadamente 16 gramas por mole. O peso da fórmula é geralmente calculado a partir da fórmula molecular, que é o menor número de átomos necessários para compreender uma molécula. Também é conhecida como fórmula empírica.

O peso da fórmula descreve o peso molecular de um composto.

O peso molecular é determinado dividindo o número de gramas do produto químico específico pelo número de mols do produto químico específico.

O mol é uma constante que estabelece quantas moléculas estão presentes em uma quantidade específica de substância. É chamado número de Avogadro e tem cerca de 6,02 × 10 ^ 23 moléculas ou átomos.

Como mencionado, um mol do átomo de oxigênio pesa cerca de 16 gramas. Isso significa que 16 gramas de oxigênio conterão 6,02 × 10 ^ 23 átomos de oxigênio.

Da mesma forma, uma mole do átomo de sódio pesa cerca de 23 gramas. Isso significa que 23 gramas de sódio conterão 6,02 × 10 ^ 23 átomos de sódio.

Em termos de peso da fórmula, o número de moles de uma amostra desconhecida pode ser determinado pesando a amostra e usando o peso conhecido da fórmula.

Por exemplo, a água tem um peso molecular de 18 gramas por mole. Se a quantidade de água em uma amostra tiver um peso de 30 gramas, o número de moles no composto é encontrado dividindo-se 30 gramas por 18 gramas por mole. A resposta é cerca de 1,67 moles de água.

O cálculo pode ser verificado determinando se os moles parecem se correlacionar com o número de gramas.

Por exemplo, se uma mole de água tiver 18 gramas, certamente uma amostra com 30 gramas de água, cerca de 60% mais pesada, terá mais moléculas de água.

Além disso, o peso da fórmula pode ser usado para determinar a proporção de cada átomo dentro de uma molécula.

Geralmente, o peso da fórmula é usado para calcular a porcentagem em peso, que é a quantidade de peso que cada átomo contribui para a molécula geral.

Geralmente é determinado dividindo o peso do átomo individual pelo peso total das moléculas e depois multiplicando por 100. Por exemplo, a água tem um peso molecular total de 18.

A porcentagem desse peso que é atribuída ao oxigênio é de cerca de 89 por cento.

O que é peso molecular?

O peso molecular é uma medida que representa a massa de uma única molécula de alguma substância. Ajuda cientistas e analistas a entender densidade, volume e deslocamento de fluidos, entre outras coisas.

Saber o peso exato das moléculas em um determinado produto químico ou composto também pode ajudar as pessoas a avaliar como esses compostos reagirão sob diferentes condições.

Existem duas maneiras diferentes de calcular o peso, mas testes envolvendo espectrometria de massa, deslocamento de fluido e refração da luz tendem a ser os mais comuns.

Obtendo uma média geral

A maneira mais fácil de calcular o peso molecular, também chamado de “massa molecular”, é somar o peso total de cada componente. Isso geralmente requer conhecimento prévio da massa básica de cada átomo, bem como da composição molecular da substância. A água é um bom exemplo. É constituído por dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio e é conhecido quimicamente como H2O.

Um pesquisador pegaria o peso do hidrogênio e o multiplicaria por dois, uma vez que existem dois átomos de hidrogênio na água, e então adicionaria o peso do oxigênio. O hidrogênio pesa cerca de 1 unidade de massa atômica (u) e o oxigênio pesa cerca de 16 u. Portanto, o cálculo é 1 × 2 + 16 = 18 u, portanto o peso de uma molécula de água é de aproximadamente 18 u.

Contabilização de isótopos

Na maioria dos casos, a massa molecular é uma média inicial; o peso de qualquer molécula pode ser ligeiramente diferente do outro por causa de isótopos.

Isótopos são variações de elementos e têm um núcleo com o mesmo número de prótons, mas com um número diferente de nêutrons, dando a eles um peso atômico diferente que às vezes é incluído nos cálculos.

A consideração dos isótopos fornecerá uma medição mais precisa, mas geralmente requer ferramentas especiais e um processo mais preciso.

Métodos de cálculo precisos

Uma das melhores maneiras de obter uma medida exata é usar um espectrômetro de massa, uma máquina especial projetada para isolar e identificar moléculas.

A máquina produz números e representações que os analistas devem usar para reunir uma leitura em massa mais exata. Essas máquinas geralmente são alojadas em laboratórios e instituições acadêmicas.

Os cientistas às vezes também calculam o peso usando métodos conhecidos como “hidrodinâmicos”, que basicamente envolvem a submersão de substâncias na água e o estudo da quantidade e extensão do deslocamento.

Requer calibração especial e várias ferramentas para capturar e observar moléculas dispersas. Em alguns casos, os pesquisadores também podem obter um bom senso de massa realizando uma análise de luz dispersa, na qual os feixes de luz passam através de substâncias. A taxa de refração, que é basicamente a taxa e a velocidade com que a luz passa de um lado de uma substância para o outro – ou a taxa na qual é absorvida, no caso de substâncias altamente densas – pode fornecer a base para determinar a molécula. peso nivelado.

Relação com a massa molar

Alguns químicos se referem a essa medição de forma intercambiável com a massa molar.

Massa molar refere-se ao peso de um mol de uma substância, que é semelhante à massa atômica, mas geralmente é considerada mais precisa universalmente.

Um mol é a quantidade de uma substância que contém o mesmo número de entidades elementares, como elétrons, íons e átomos, como existem em 12 gramas de carbono-12.

O carbono-12 é o isótopo de carbono mais estável e é usado como padrão pelo qual todas as massas atômicas são medidas.

Por que isso importa

Saber quanto moléculas diferentes pesam é importante em várias configurações diferentes, mas geralmente é mais crítico em ambientes de laboratório e de fabricação.

Os cientistas geralmente precisam dessas informações para prever como as diferentes substâncias se relacionam entre si e também para garantir que as concentrações e suspensões sejam estáveis.

Os fabricantes de alimentos usam esse tipo de cálculo para garantir que diferentes ingredientes se misturem, por exemplo, e para obter o perfil de sabor certo ao usar adoçantes ou emulsificantes com pesos diferentes.

O peso molecular também é realmente importante ao criar e dosar medicamentos. Fabricantes de produtos farmacêuticos, assim como médicos e enfermeiros, muitas vezes precisam saber quanto pesa uma molécula de um determinado medicamento para saber quão provável é uma cápsula, injeção ou outra dose potente.

O peso também é realmente importante quando se trata de trocar medicamentos ou prescrições variadas para garantir que os pacientes estejam obtendo a concentração certa.

Resumo

A fórmula molecular especifica o número real de átomos de cada elemento em uma molécula.

A forma convencional para escrever uma fórmula molecular é escrever o símbolo para cada elemento seguido por um índice subscrito indicando o número real desses átomos presentes em uma molécula.

Quando apenas um átomo de um elemento está presente, o subscrito é omitido.

Por exemplo, a fórmula molecular da água, H2O, especifica que existem dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio presente em cada molécula de água.

É importante lembrar que a fórmula molecular – em contraste com a fórmula empírica mais simples que especifica apenas o número relativo de átomos ou moles presentes em um composto – identifica o número real de átomos presentes em uma molécula.

Por exemplo, a fórmula molecular da glicose (um açúcar importante em muitas reações biológicas), C6H12O6 especifica que em cada molécula de glicose existem 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio.

Em contraste, a fórmula empírica da glicose, CH2O, especifica apenas que existem dois átomos de hidrogênio para cada átomo de carbono e um átomo de oxigênio para cada átomo de carbono em uma molécula de glicose.

Ao lidar com moles de glicose, a fórmula empírica da glicose, CH2O, especifica apenas que existem dois moles de átomos de hidrogênio para cada mole de átomos de carbono e um mole de átomos de oxigênio para cada mole de átomos de carbono em uma mole de glicose.

É necessária mais informação para construir uma fórmula molecular do que a necessária para obter a fórmula empírica de uma substância. A fórmula empírica pode ser obtida a partir da análise elementar de uma substância.

Para obter a fórmula molecular, a massa molecular total deve ser determinada experimentalmente. A fórmula molecular é então determinada a partir da fórmula empírica e da massa molecular de uma substância.

A fórmula molecular de um composto é sempre um múltiplo inteiro (por exemplo, 1, 2, 3, …) da fórmula empírica.

Se a fórmula empírica de um composto é conhecida, a fórmula molecular pode ser determinada pela determinação experimental do peso molecular do composto.

Existem duas etapas para determinar a fórmula molecular uma vez que o peso molecular de um composto tenha sido determinado experimentalmente.

O primeiro passo é dividir o peso molecular determinado experimentalmente pelo composto pelo peso molecular da fórmula empírica, a fim de determinar o múltiplo inteiro que representa o número de unidades da fórmula empírica na fórmula molecular.

Na segunda etapa, a fórmula molecular é obtida pela multiplicação dos subscritos da fórmula empírica pelo múltiplo integral das unidades da fórmula empírica.

Por exemplo, existem muitos carboidratos ou sacáridos que possuem a fórmula empírica CH2O e que possuem uma fórmula molecular que é um múltiplo inteiro de CH2O, para que possam, como um grupo, ser geralmente descrito pela fórmula (CH2O) n, onde n é um número inteiro representando o número de unidades de fórmula empírica na fórmula molecular do carboidrato.

Se o peso molecular de um carboidrato (açúcares simples) com uma fórmula empírica de CH2O for determinado experimentalmente por análise de combustão de 180 g/mole, um múltiplo inteiro de seis (6) será obtido dividindo-se o peso molecular determinado experimentalmente de 180 g/mole por 30 g/mole (o peso teórico da unidade de fórmula empírica). Isso significa que existem 6 unidades de fórmula empírica na fórmula molecular. Quando os subscritos da fórmula empírica são multiplicados pelo múltiplo inteiro de seis (6), o resultado produz uma fórmula molecular de glicose (C6H12O6).

As propriedades da matéria provêm das cargas de prótons, nêutrons e elétrons de cada átomo

Fonte: courses.lumenlearning.com/www.chem.fsu.edu/www.wisegeek.org/www.dictionary.com/science.jrank.org/www.learner.org/fiehnlab.ucdavis.edu

 

 

 

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