Nøgleforskellen mellem empiriske og molekylære formler er, at en empirisk formel kun giver det enkleste forhold mellem atomer, mens en molekylær formel giver det nøjagtige antal af hvert atom i et molekyle.
I kemi bruger vi ofte symboler til at identificere grundstoffer og molekyler. Molekylformel og empirisk formel er to sådanne symbolske metoder, vi bruger til at repræsentere molekyler og forbindelser på en nem måde.
Hvad er empiriske formler?
Empiriske formler er den enkleste form for formler, som vi kan skrive for et molekyle. Det viser typen af atomer i molekylet, men det giver ikke det reelle antal af hvert atom. Det giver snarere det enkleste heltalsforhold for hvert atom i molekylet.
F.eks. er C6H12O6 den molekylære formel for glucose, og CH2O er dens empiriske formel. For det meste giver vi empiriske formler for ioniske forbindelser, som er i krystallinsk form. For eksempel kan vi ikke sige det nøjagtige antal af Na og Cl i en NaCl-krystal. Så vi skriver bare den empiriske formel, der angiver forholdet mellem forbundne atomer.
Video 01: Empirisk formel
Yderligere er Ca3(PO4)2 også en empirisk formel. I en ionforbindelse kan vi nemt skrive formlen ved at udveksle ladningerne for hver ion, og det giver automatisk tallet fra hver ion i molekylet. Vi kan også skrive empiriske formler for makromolekyler. Når vi skriver empiriske formler for polymerer, skriver vi den gentagne enhed, og så bruger vi bogstavet "n" til at sige, at der kan være n antal gentagne enheder i polymeren. Vi kan dog ikke bruge den empiriske formel til at finde massen, strukturen eller isomererne af et molekyle, men den er nyttig til analytiske formål.
Hvad er molekylære formler?
Molekylære formler er formlerne, der viser typen af atomer og antallet af hvert atom forbundet i molekylet. Derfor giver det den korrekte støkiometri for hvert atom. Atomerne er afbildet med deres symboler, som er vist i det periodiske system. Desuden bør vi skrive antallet af atomer som underordnede. Nogle molekylære formler er neutrale (ingen ladning), men hvis der er en ladning, kan vi vise den på højre side af den som et hævet skrift.
Vi bruger norm alt den molekylære formel i de kemiske reaktioner, eller når vi dokumenterer kemiske detaljer. Ved blot at se på molekylformlen kan vi få en masse information om molekylet. For eksempel kan vi beregne molekylmassen. Hvis det er en ionforbindelse, kan vi også forudsige, hvad ionerne er, og hvor mange af dem der vil blive frigivet, når det opløses i vand.
Video 02: Sammenligning af molekylære og empiriske formler
Yderligere kan vi forudsige hvert atoms oxidationstal, hvordan de vil reagere i en reaktion, og de resulterende produkter ved hjælp af molekylære formler. Men kun ud fra den molekylære formel kan vi ikke forudsige det nøjagtige molekylære arrangement. For nogle gange er der flere strukturelle formler for en enkelt molekylær formel. Disse er "isomererne". Isomerer har den samme molekylære formel, men kan afvige fra forbindelsen mellem atomer (konstitutionelle isomerer) eller det rumlige arrangement af atomer (stereoisomerer). Så ved at se på molekylformlen kan vi skrive alle de mulige isomerer for et molekyle.
Hvad er forskellen mellem empiriske og molekylære formler?
Empiriske formler er den enkleste form for formler, som vi kan skrive for et molekyle, mens molekylære formler er formlerne, der viser typen af atomer og antallet af hvert atom, der er forbundet i molekylet. Derfor er den vigtigste forskel mellem empiriske og molekylære formler, at den empiriske formel kun giver det enkleste forhold mellem atomer, mens molekylformel giver det nøjagtige antal af hvert atom i et molekyle. Desuden kan vi ikke beregne den nøjagtige molekylmasse ved hjælp af den empiriske formel, mens vi kan få den nøjagtige molekylmasse ved hjælp af molekylformlen.
Som en anden vigtig forskel mellem empiriske og molekylære formler kan vi sige, at vi kan forudsige typen af atomer i ionforbindelser og gentagelsesenhed i en polymer, mens vi kan forudsige oxidationstallene for hvert atom, hvordan de går at reagere i en reaktion, og de resulterende produkter ved hjælp af molekylære formler.
Opsummering – Empiriske vs molekylære formler
For et bestemt molekyle eller et makromolekyle kan vi skrive en empirisk formel. Den molekylære formel er dog den mere detaljerede form. Den vigtigste forskel mellem empiriske og molekylære formler er, at en empirisk formel kun giver det enkleste forhold mellem atomer, mens en molekylær formel giver det nøjagtige antal af hvert atom i et molekyle.
