Эмпирик ба молекулын томъёог хэрхэн тодорхойлох вэ
Химийн хичээл дээр нэгдлийн найрлагыг ойлгох нь түүний шинж чанар, урвалд орох чадвар, тэр ч байтугай хэрхэн бэлтгэгддэгийг таних үндсэн алхам юм. Химийн хичээл дээр байнга гарч ирдэг хоёр чухал ойлголт бол эмпирик томъёо ба молекулын томъёо юм. Хоёулаа нэгдлийн "томъёо" боловч өөр өөр утгатай. Эмпирик томъёо нь бүрэлдэхүүн хэсгийн атомын тооны хамгийн энгийн харьцааг заадаг бол молекулын томъёо нь молекул дахь атомын бодит тоог заадаг. Энэ нийтлэлд хоёуланг нь системтэйгээр хэрхэн тодорхойлох, тооцооллын алхамууд болон жишээнүүдийг авч үзэх болно.
-
1. Эмпирик томъёог ойлгох нь
Эмпирик томъёо гэдэг нь нэгдэл дэх атомуудын хамгийн энгийн (хамгийн бага бүхэл тоо) харьцааг илэрхийлдэг химийн томъёо юм. Энэ томъёо нь молекулын томъёотой үргэлж ижил байдаггүй.
Жишээ:
– Глюкозын нэгдэл нь C₆H₁₂O₆ молекул томъёотой боловч түүний эмпирик томъёо нь CH₂O юм (учир нь бүх индексүүд 6-д хуваагддаг).
Эмпирик томъёо нь боломжтой өгөгдөл нь элементүүдийн массын хувь эсвэл элементийн шинжилгээний үр дүн байх үед маш хэрэгтэй байдаг, учир нь массын хувийг молийн харьцаа болгон бууруулахад илүү хялбар байдаг.
-
2. Молекулын томъёог ойлгох нь
Молекулын томъёо нь нэгдлийн молекул дахь элемент бүрийн атомын бодит тоог заана. Молекулын томъёо нь ихэвчлэн эмпирик томъёоны үржвэр байдаг.
Энэ хоёрын хоорондын харилцаа:
– Молекулын томъёо = (Эмпирик томъёо) × n
– энд n нь бүхэл тоо (1, 2, 3 гэх мэт) байна.
Хэрэв n = 1 бол молекулын томъёо нь эмпирик томъёотой ижил байна.
-
3. Шаардлагатай мэдээлэл
Эмпирик томъёо болон молекулын томъёог тодорхойлохын тулд ихэвчлэн шаардлагатай байдаг:
1. Жишээ нь, элементийн найрлага:
– элемент бүрийн массын хувь (жишээ нь: C = 40%, H = 6,7%, O = 53,3%)
– эсвэл дээж дэх элементүүдийн масс
2. Нэгдлийн Mr (харьцангуй молекул масс) эсвэл молийн масс (молекулын томъёог тодорхойлоход)
Ноёнгүйгээр бид зөвхөн эмпирик томъёог тодорхойлж чадна.
-
4. Эмпирик томъёог тодорхойлох алхамууд
Бараг бүх асуултанд ашиглаж болох ерөнхий алхмуудыг энд оруулав.
Алхам 1: Нийт массыг 100 грамм гэж үзье (хэрэв өгөгдөл хувь бол)
Хэрэв найрлагыг массын хувиар өгсөн бол 100 г дээж гэж үзье. Тэгвэл:
– массын хувь = грамм масс
Жишээ: 40% C гэдэг нь 100 г нэгдэлд 40 г C агуулагдана гэсэн үг.
Алхам 2: Элемент бүрийн массыг моль болгон хөрвүүл
Томъёог ашиглана уу:
– моль = масс (г) ÷ Ar
Ar нь харьцангуй атомын масс (жишээ нь C = 12, H = 1, O = 16, N = 14 гэх мэт) юм.
Алхам 3: Хамгийн энгийн мэнгэ харьцааг тодорхойлно уу
Бүх молийн утгыг хамгийн бага молийн утгад хуваа. Зорилго нь харьцааг бүхэл тоонд ойртуулах явдал юм.
Алхам 4: Хэрэв харьцаа нь бүхэл тоо биш бол түүнийг тодорхой хүчин зүйлээр үржүүлнэ.
Заримдаа хуваах үр дүн нь дараах тоонуудыг гаргадаг:
– 1 : 1,5 : 1 → 2-ийг үржүүлбэл 2 : 3 : 2 болно
– 1 : 1,33 : 1 → 3-ийг үржүүлбэл 3 : 4 : 3 болно
– 1 : 1,25 : 1 → 4-ийг үржүүлбэл 4 : 5 : 4 болно
Энэ нь бүхэл тоо болсны дараа энэ нь эмпирик томъёоны индекс юм.
-
5. Эмпирик томъёог тодорхойлох жишээ
Асуулт: Нэгдэл нь 40% C, 6,7% H, 53,3% O-ээс бүрдэнэ. Түүний эмпирик томъёог тодорхойлно уу.
Шийдэл:
1) 100 г нэгдлийг авч үзье:
– C = 40 гр
– H = 6,7 гр
– O = 53,3 г
2) Мэнгэ болгон хөрвүүлэх:
– моль С = 40/12 = 3,33
– моль H2 = 6,7/1 = 6,7
– моль О = 53,3/16 = 3,33
3) Хамгийн жижиг мэнгэ (3,33)-д хуваана уу:
– C: 3,33/3,33 = 1
– Өндөр: 6,7/3,33 ≈ 2,01 ≈ 2
– O: 3,33/3,33 = 1
Харьцаа нь 1 : 2 : 1 → эмпирик томъёо = CH2O байна.
-
6. Молекулын томъёог хэрхэн тодорхойлох вэ
Эмпирик томъёог гаргасны дараа нэгдлийн молийн массыг мэдэж байгаа бол молекулын томъёог тодорхойлж болно.
Алхам 1: Эмпирик томъёоны массыг тооцоол (Mr эмпирик)
Эмпирик томьёо дахь бүх атомуудын эмпирик Mr = нийлбэр (Ar × индекс).
Алхам 2: n-ийн утгыг тодорхойлно уу
Хэрэглээ:
– n = (Бодит нэгдлийн ноён) ÷ (Эмпирик нэгдлийн ноён)
n-ийн утга нь бүхэл тоо байх ёстой.
Алхам 3: Эмпирик томъёонд байгаа бүх индексийг n-ээр үржүүлнэ үү
Үр дүн нь молекулын томъёо юм.
-
7. Молекулын томъёог тодорхойлох жишээ
Асуулт: Нэгдлийн эмпирик томъёо CH2O ба молийн масс нь 180 г/моль байна. Түүний молекулын томъёог тодорхойлно уу.
Шийдэл:
1) Эмпирик ноён CH2O-г тооцоол:
– C = 12
– H₂ = 2 × 1 = 2
– O = 16
Нийт = 12 + 2 + 16 = 30 г/моль
2) n-г тооцоол:
– n = 180 ÷ 30 = 6
3) Молекулын томъёо:
– (CH₂O) × 6 = C₆H₁₂O₆
Тиймээс молекулын томъёо нь C₆H₁₂O₆ юм.
-
8. Нийтлэг алдаанаас зайлсхийх зөвлөмжүүд
1. Зөв бөгөөд тууштай Ar ашиглана уу. Хуваалтын бага зэргийн алдаа нь харьцааг өөрчилж болно.
2. Харьцааг тодорхойлохдоо логикоор бөөрөнхийлөнө үү: 1,99 ≈ 2; 3,01 ≈ 3.
3. Хэрэв та 1,5 эсвэл 1,25 гэх мэт бутархай тоо харвал шууд бөөрөнхийлөх хэрэггүй; бүх харьцааг үржүүлээд бүхэл тоо гарга.
4. Молекулын томъёоны n-ийн утга бүхэл тоо эсэхийг шалгаарай. Хэрэв энэ нь бүхэл тоо биш бол моль эсвэл ноён тооцооллыг давхар шалгана уу.
5. Санаж яваарай: эмпирик томъёо нь хамгийн энгийн хэлбэр бол молекулын томъёо нь үржвэр хэлбэрээр "том" байж болно.
-
9. Кесимпулан
Эмпирик болон молекулын томъёог тодорхойлох нь химийн чухал ур чадвар юм, учир нь энэ нь нэгдлүүдийн мөн чанар болон найрлагыг илчлэхэд тусалдаг. Эмпирик томъёог элементүүдийн хамгийн энгийн хэлбэрийн молийн харьцаанаас гаргаж авдаг бол молекулын томъёог нэгдлийн молийн массын эмпирик томъёоны масстай харьцуулсан харьцаанаас гаргаж авсан n хүчин зүйлээр үржүүлж тодорхойлдог. Тогтмол дадлага хийж, масс болон молийн өгөгдлийг сайтар боловсруулснаар эдгээр хоёр томъёог тодорхойлох үйл явц илүү хялбар бөгөөд хурдан болно.
Хэрэв та хүсвэл би ойлголтыг бэхжүүлэхийн тулд тайлбартай 2-3 дадлагын асуулт нэмж болно.
