主な違い – 分子式と構造式
化合物の分子式と構造式は、化合物に存在するさまざまな化学元素の原子を表します。分子式は、これらの要素間の比率を示します。構造式は、これらの原子の相対位置を示します。分子式と構造式の主な違いは、分子式は原子の相対位置を示すことができないのに対し、構造式は原子の相対位置を示すことです。
対象となる主な分野
1.分子式とは
– 定義、分子式の検索
2.構造式とは
– 定義、用途
3.分子式と構造式の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:凝縮式、経験式、ルイス構造、分子式、構造式
分子式とは
化合物の分子式または化学式は、その化合物に存在する原子の種類とその比率を表したものです。分子式は、化学元素の記号とそれらの間の比率を表す数字によって与えられます。この比率は原子の実際の整数です (最も単純な整数は実験式で与えられます)。
分子式は、単純な分子の命名には使用できますが、複雑な分子には使用できません。化合物の分子式を使用して、その化合物が 二元化合物、 三元化合物、 四元化合物 であるか、またはさらに多くの元素を持っているかを判断できます。
必要な詳細が与えられると、化合物の分子式を見つけることができます。次の例は、分子式を見つける方法を示しています。
質問:
C=40%、H=6.72%、残りが酸素である化合物の分子式を求め、化合物の分子量は 180 g/mol と求められます。
答え:
存在する要素は;
C =40%
H =6.72%
O =(100-{40+6.72}) % =53.28%
化合物100g中に存在する各元素のモル数;
C =40g/12gmol-1 =3.33mol
H =6.72g/1gmol-1 =6.72mol
O =53.28g/16gmol-1 =3.33 モル
これらの要素間の最も単純な比率は、各値を最大値で割ることによって求められます。
C =3.33 mol / 6.72 mol =½
H =6.72 mol / 6.72 mol =1
O =3.33 mol / 6.72 mol =½
これらの原子間の最も単純な整数比を見つけてください;
C =½ x 2 =1
H =1 x 2 =2
O =½ x 2 =1
したがって、この化合物の実験式は CH2 です。 O.
この実験式を使用して分子式を見つけるには、まず化合物に存在する実験式単位の数を見つける必要があります。
実験式単位のモル質量 =CH2O =(12 g/mol) + (1g/mol x 2) + (16g/mol)
0 / =3モル
化合物に存在する実験式単位の数 =180 gmol-1 / 30 gmol-1 =6
次に、化合物の分子式は、経験式に 6 を掛けます。
分子式 =(CH2O) x 6 =C6H12O6
構造式とは
化合物の構造式は、化合物内の原子の配置を表したものです。この構造式は、分子に関する多くの詳細を示しており、これらの詳細を使用して化合物の特性を予測することもできます。
構造式は分子の命名法に使用できます。これは、構造式が化合物に存在するすべての官能基とそれらの相対位置を示しているためです。構造式は、化合物の化学的性質 (極性など) や物理的性質 (沸点など) を予測するためにも使用できます。
構造式を求める方法はいくつかあります。ルイス構造は、化合物内の原子と孤立電子対または不対電子の接続を示します。凝縮式は別のタイプの構造式で、原子の相対位置を示しますが、これはあまり役に立ちません (例:CH3 CH2 OH はエタノールの縮合式です)。
図 1:水分子のルイス構造
有機化学における重要なタイプの構造式は、骨格式です。ほとんどの複雑な有機分子は、骨格式を介して与えることができます。このタイプの式は、官能基とその位置を示します。しかし、炭素原子に結合した水素原子はそこには示されていません.
図 2:エチレングリコール骨格式
立体化学では、多くの形式の構造式があります。たとえば、構造式は、化合物の cis-trans 幾何学、有機化合物の Newman 射影とソーホース射影、糖分子の Fischer 射影、Haworth 射影などを示します。
分子式と構造式の違い
定義
分子式: 化合物の分子式または化学式は、その化合物に存在する原子の種類とその比率を表したものです。
構造式: 化合物の構造式は、化合物中の原子の配置を表したものです。
詳細説明
分子式: 分子式は、化合物に存在する原子間の比率を示します。
構造式: 構造形式は、化合物中の原子の配置と官能基の相対位置を示します。
用途
分子式: 分子式は、単純な分子の命名法に使用して、化合物が 二元化合物、 三元化合物、 四元化合物 であるか、またはさらに多くの元素を含むかなどを判断できます。
構造式: 構造式は、複雑な分子の命名法や、化合物の化学的性質 (極性など) や物理的性質 (沸点など) の予測に使用できます。
結論
分子式と構造式は、化合物の実際の構造を決定する上で非常に重要です。分子式と構造式の主な違いは、分子式は原子の相対位置を示すことができないのに対し、構造式は原子の相対位置を示すことです。
参照:
1.ヘルメンスティン、アン・マリー。 「化合物の経験的および分子式の計算」。
2. ThoughtCo、2017 年 8 月 4 日、こちらから入手可能。 「2.1:構造式」 Chemistry LibreTexts、Libretexts、2017 年 6 月 22 日、こちらから入手可能。
画像提供:
1. コモンズ ウィキメディア経由の「Water-2D-flat」(パブリック ドメイン)
2. 「エチレングリコール」Sander de Jong著–コモンズウィキメディア経由の自作（パブリックドメイン）
