Avainero empiiristen ja molekyylikaavojen välillä on se, että empiirinen kaava antaa vain yksinkertaisimman atomisuhteen, kun taas molekyylikaava antaa molekyylin jokaisen atomin tarkan lukumäärän.
Kemiassa käytämme usein symboleja elementtien ja molekyylien tunnistamiseen. Molekyylikaava ja empiirinen kaava ovat kaksi sellaista symbolista menetelmää, joita käytämme edustamaan molekyylejä ja yhdisteitä helpolla tavalla.
Mitä ovat empiiriset kaavat?
Empiiriset kaavat ovat yksinkertaisin muoto kaavoista, jotka voimme kirjoittaa molekyylille. Se näyttää molekyylin atomien tyypin, mutta se ei anna kunkin atomin todellista lukumäärää. Sen sijaan se antaa molekyylin kunkin atomin yksinkertaisimman kokonaislukusuhteen.
Esimerkiksi C6H12O6 on glukoosin molekyylikaava, ja CH2O on sen empiirinen kaava. Useimmiten annamme empiirisiä kaavoja ionisille yhdisteille, jotka ovat kiteisessä muodossa. Emme esimerkiksi voi sanoa tarkkaa Na- ja Cl-määrää NaCl-kiteessä. Joten kirjoitamme vain empiirisen kaavan, joka ilmaisee yhdistettyjen atomien suhteen.
Video 01: Empiirinen kaava
Lisäksi Ca3(PO4)2 on myös empiirinen kaava. Ioniyhdisteessä voimme helposti kirjoittaa kaavan vaihtamalla kunkin ionin varaukset, ja se antaa automaattisesti numeron jokaisesta ionista molekyylissä. Voimme myös kirjoittaa empiirisiä kaavoja makromolekyyleille. Kun kirjoitetaan empiirisiä kaavoja polymeereille, kirjoitetaan toistuva yksikkö, jonka jälkeen käytämme kirjainta "n" sanomaan, että polymeerissä voi olla n lukumäärä toistuvia yksiköitä. Emme kuitenkaan voi käyttää empiiristä kaavaa molekyylin massan, rakenteen tai isomeerien löytämiseen, mutta se on hyödyllinen analyyttisiin tarkoituksiin.
Mitä ovat molekyylikaavat?
Molekyylikaavat ovat kaavoja, jotka osoittavat atomien tyypin ja kunkin molekyyliin liittyneen atomin lukumäärän. Siksi se antaa kunkin atomin oikean stoikiometrian. Atomit on kuvattu niiden symboleilla, jotka näkyvät jaksollisessa taulukossa. Lisäksi meidän pitäisi kirjoittaa atomien lukumäärät alaindeksinä. Jotkut molekyylikaavat ovat neutraaleja (ei varausta), mutta jos varausta on, voimme näyttää sen oikealla puolella yläindeksinä.
Käytämme tavallisesti molekyylikaavaa kemiallisissa reaktioissa tai dokumentoitaessamme kemiallisia yksityiskohtia. Vain katsomalla molekyylikaavaa voimme saada paljon tietoa molekyylistä. Voimme esimerkiksi laskea molekyylimassan. Lisäksi, jos se on ioninen yhdiste, voimme ennustaa, mitä ionit ovat ja kuinka monta niistä vapautuu, kun se liukenee veteen.
Video 02: Molekyyli- ja empiiristen kaavojen vertailu
Lisäksi voimme ennustaa kunkin atomin hapettumisluvut, kuinka ne tulevat reagoimaan reaktiossa ja tuloksena olevat tuotteet molekyylikaavojen avulla. Pelkän molekyylikaavan perusteella emme kuitenkaan voi ennustaa tarkkaa molekyylijärjestelyä. Koska joskus yhdelle molekyylikaavalle on useita rakennekaavoja. Nämä ovat "isomeerit". Isomeereillä on sama molekyylikaava, mutta ne voivat erota atomien liitettävyydestä (konstituutioisomeerit) tai atomien tilajärjestelystä (stereoisomeerit). Joten katsomalla molekyylikaavaa voimme kirjoittaa kaikki mahdolliset isomeerit molekyylille.
Mitä eroa on empiirisellä ja molekyylikaavalla?
Empiiriset kaavat ovat yksinkertaisin muoto kaavoista, jotka voimme kirjoittaa molekyylille, kun taas molekyylikaavat ovat kaavoja, jotka osoittavat atomien tyypin ja kunkin molekyyliin liittyneen atomin lukumäärän. Siksi avainero empiiristen ja molekyylikaavojen välillä on se, että empiirinen kaava antaa vain yksinkertaisimman atomisuhteen, kun taas molekyylikaava antaa molekyylin jokaisen atomin tarkan lukumäärän. Emme myöskään voi laskea tarkkaa molekyylimassaa käyttämällä empiiristä kaavaa, kun taas voimme saada tarkan molekyylimassan käyttämällä molekyylikaavaa.
Toisena tärkeänä erona empiiristen ja molekyylikaavojen välillä voimme sanoa, että voimme ennustaa atomien tyypin ionisissa yhdisteissä ja toistuvan yksikön polymeerissä, kun taas voimme ennustaa kunkin atomin hapetusluvut ja niiden etenemisen reagoida reaktiossa ja tuloksena saadut tuotteet molekyylikaavojen avulla.
Yhteenveto – Empiiriset vs. molekyylikaavat
Tietälle molekyylille tai makromolekyylille voimme kirjoittaa empiirisen kaavan. Molekyylikaava on kuitenkin yksityiskohtaisempi muoto. Keskeinen ero empiiristen ja molekyylikaavojen välillä on se, että empiirinen kaava antaa vain yksinkertaisimman atomisuhteen, kun taas molekyylikaava antaa molekyylin jokaisen atomin tarkan lukumäärän.
