化学では、最も簡単な式 元素の整数比が最も小さい化合物の化学式です。式は、元素記号と原子数を示す下付き文字で構成されます。要素の原子が 1 つしかない場合は、添字を省略します。最も単純な式の別名は、経験式です。対照的に、分子式は最も単純な式または実験式の倍数であり、化合物内の元素の実際の整数比を示します。
最も簡単な式の例
たとえば、水の最も簡単な式は H2 です。 O. 水中の酸素 1 モルごとに 2 モルの水素があります。この場合、最も単純な式と分子式は同じです。
対照的に、グルコースの最も単純な分子式は互いに異なります。最も簡単な式は CH2 です O、分子式はC6 H12 O6 .分子式は、各添字を 6 倍した最も単純な式の倍数であることに注意してください。
問題例:質量パーセント組成からの最も単純な式
問題
この概念の一般的な用途の 1 つは、その質量パーセント組成から化合物の最も単純な式を見つけることです。たとえば、元素の質量パーセンテージが与えられた場合、ビタミン C の最も簡単な式を見つけてください:
- C =40.9
- H =4.58
- O =54.5
解決策
この問題を解決する最も簡単な方法は、100 グラムのサンプルがあると仮定することです。このように、質量パーセント値は、サンプルの質量 (100 グラム) と同じ数 (100%) になります。
次に、周期表を使用して元素の原子質量を調べます:
- H は 1.01
- C は 12.01 です
- O は 16.00 です
原子質量がわかれば、モルからグラムへの変換係数が得られます。各元素のモル数を計算します:
- C =40.9 g C x 1 mol C / 12.01 g C =3.41 mol C
- H =4.58 g H x 1 mol H / 1.01 g H =4.53 mol H
- O =54.5 g O x 1 mol O / 16.00 g O =3.41 mol O
残っているのは、要素の最小の整数比を見つけることだけです。これを行うには、各要素のモル数を小さい数で割ってください。この場合、最小数は 3.41 モル (C と O の両方) です。
- C:3.41 / 3.41 =1.00
- 高さ:4.53 / 3.41 =1.33
- O:3.41 / 3.41 =1.00
1:1.33:1 の比率は整数比ではありません。うまくいけば、1.33 は分数の 4/3 とほぼ同じであることがわかります。そうでない場合は、少し練習すれば、一般的な分数を認識することができます。元素比を 1 C:4/3 H:1 O と書きます。これにより、3 C:4 H:3 O が得られます。これを化学式に変換し、比率の数値を下付き文字に変換します。
ビタミン C の最も簡単な式は C3 です H4 O3 .
参考文献
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- Hill, Edwin A. (1900). 「化学文献の索引付けシステムについて。米国特許庁の分類部門によって採用されました。」混雑する。化学。社会22 (8):478–494. doi:10.1021/ja02046a005
- ペトルッチ、ラルフ H.;ハーウッド、ウィリアム・S。 Herring, F. Geoffrey (2002)。 一般化学:原理と最新の応用 （第8版）。ニュージャージー州アッパーサドルリバー：プレンティスホール。 ISBN 978-0-13-014329-7.
