ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสูตรเชิงประจักษ์และสูตรโมเลกุลคือสูตรเชิงประจักษ์ให้อัตราส่วนของอะตอมที่ง่ายที่สุดในขณะที่สูตรโมเลกุลจะให้จำนวนที่แน่นอนของแต่ละอะตอมในโมเลกุล
ในวิชาเคมี เรามักใช้สัญลักษณ์เพื่อระบุองค์ประกอบและโมเลกุล สูตรโมเลกุลและสูตรเชิงประจักษ์เป็นสองวิธีเชิงสัญลักษณ์ที่เราใช้แทนโมเลกุลและสารประกอบด้วยวิธีง่ายๆ
สูตรเชิงประจักษ์คืออะไร
สูตรเชิงประจักษ์เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดของสูตรที่เราสามารถเขียนหาโมเลกุลได้ มันแสดงชนิดของอะตอมในโมเลกุล แต่ไม่ได้ให้จำนวนจริงของแต่ละอะตอม แต่มันให้อัตราส่วนจำนวนเต็มที่ง่ายที่สุดของแต่ละอะตอมของโมเลกุล
ตัวอย่างเช่น C6H12O6 เป็นสูตรโมเลกุลของกลูโคส และ CH2O เป็นสูตรเชิงประจักษ์ ส่วนใหญ่ เราจะให้สูตรเชิงประจักษ์สำหรับสารประกอบไอออนิก ซึ่งอยู่ในรูปผลึก ตัวอย่างเช่น เราไม่สามารถบอกจำนวนที่แน่นอนของ Na และ Cl ในผลึก NaCl ได้ เราก็เลยเขียนสูตรเอมพิริคัลแทนอัตราส่วนของอะตอมที่เชื่อมต่อกัน
วิดีโอ 01: สูตรเชิงประจักษ์
นอกจากนี้ Ca3(PO4)2 ก็เป็นสูตรเชิงประจักษ์เช่นกัน ในสารประกอบไอออนิก เราสามารถเขียนสูตรได้ง่ายๆ โดยการแลกเปลี่ยนประจุของไอออนแต่ละตัว และนั่นก็จะให้ตัวเลขจากไอออนแต่ละตัวในโมเลกุลโดยอัตโนมัติ นอกจากนี้ เราสามารถเขียนสูตรเชิงประจักษ์สำหรับโมเลกุลขนาดใหญ่ได้ เมื่อเขียนสูตรเชิงประจักษ์สำหรับพอลิเมอร์ เราเขียนหน่วยการทำซ้ำ จากนั้นเราใช้ตัวอักษร "n" เพื่อบอกว่าพอลิเมอร์สามารถมีหน่วยซ้ำได้จำนวน n หน่วย อย่างไรก็ตาม เราไม่สามารถใช้สูตรเชิงประจักษ์เพื่อค้นหามวล โครงสร้าง หรือไอโซเมอร์ของโมเลกุลได้ แต่จะมีประโยชน์สำหรับการวิเคราะห์
สูตรโมเลกุลคืออะไร
สูตรโมเลกุลคือสูตรที่แสดงประเภทของอะตอมและจำนวนอะตอมแต่ละอะตอมที่เชื่อมต่ออยู่ในโมเลกุล ดังนั้นจึงให้ปริมาณสัมพันธ์ที่ถูกต้องของแต่ละอะตอม อะตอมแสดงด้วยสัญลักษณ์ซึ่งแสดงในตารางธาตุ นอกจากนี้ เราควรเขียนเลขอะตอมเป็นตัวห้อย สูตรโมเลกุลบางสูตรเป็นกลาง (ไม่มีประจุ) แต่ถ้ามีประจุ เราสามารถแสดงไว้ทางด้านขวาของตัวยก
ปกติเราใช้สูตรโมเลกุลในปฏิกิริยาเคมี หรือเมื่อบันทึกรายละเอียดทางเคมีใดๆ เพียงแค่ดูสูตรโมเลกุล เราก็ได้ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับโมเลกุล ตัวอย่างเช่น เราสามารถคำนวณมวลโมเลกุลได้ นอกจากนี้ หากเป็นสารประกอบไอออนิก เราก็สามารถทำนายได้ว่าไอออนคืออะไร และจะมีการปล่อยออกมาจำนวนเท่าใดเมื่อละลายในน้ำ
วิดีโอ 02: การเปรียบเทียบสูตรโมเลกุลและเชิงประจักษ์
นอกจากนี้ เราสามารถทำนายเลขออกซิเดชันของแต่ละอะตอม วิธีที่พวกมันจะทำปฏิกิริยาในปฏิกิริยา และผลลัพธ์ที่ได้โดยใช้สูตรโมเลกุล อย่างไรก็ตาม จากสูตรโมเลกุลเท่านั้น เราไม่สามารถทำนายการจัดเรียงโมเลกุลที่แน่นอนได้ เพราะบางครั้งมีสูตรโครงสร้างหลายสูตรสำหรับสูตรโมเลกุลเดี่ยว เหล่านี้คือ “ไอโซเมอร์” ไอโซเมอร์มีสูตรโมเลกุลเหมือนกันแต่สามารถแตกต่างจากการเชื่อมต่อของอะตอม (ไอโซเมอร์ตามรัฐธรรมนูญ) หรือการจัดเรียงเชิงพื้นที่ของอะตอม (สเตอริโอไอโซเมอร์) ดังนั้น เมื่อดูที่สูตรโมเลกุล เราสามารถเขียนไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับโมเลกุลได้
ความแตกต่างระหว่างสูตรเชิงประจักษ์และสูตรโมเลกุลคืออะไร
สูตรเชิงประจักษ์เป็นรูปแบบที่ง่ายที่สุดของสูตรที่เราสามารถเขียนหาโมเลกุลในขณะที่สูตรโมเลกุลเป็นสูตรที่แสดงประเภทของอะตอมและจำนวนของแต่ละอะตอมที่เชื่อมต่ออยู่ในโมเลกุล ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสูตรเชิงประจักษ์และสูตรโมเลกุลก็คือ สูตรเชิงประจักษ์ให้อัตราส่วนที่ง่ายที่สุดของอะตอมเท่านั้น ในขณะที่สูตรโมเลกุลให้จำนวนที่แน่นอนของแต่ละอะตอมในโมเลกุลนอกจากนี้ เราไม่สามารถคำนวณมวลโมเลกุลที่แน่นอนโดยใช้สูตรเชิงประจักษ์ ในขณะที่เราสามารถหามวลโมเลกุลที่แน่นอนโดยใช้สูตรโมเลกุลได้
ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการหนึ่งระหว่างสูตรเชิงประจักษ์และสูตรโมเลกุล เราสามารถพูดได้ว่าเราสามารถทำนายชนิดของอะตอมในสารประกอบไอออนิกและหน่วยการทำซ้ำในพอลิเมอร์ ในขณะที่เราสามารถทำนายเลขออกซิเดชันของแต่ละอะตอมได้ เพื่อทำปฏิกิริยาในปฏิกิริยาและผลลัพธ์ที่ได้โดยใช้สูตรโมเลกุล
สรุป – สูตรเชิงประจักษ์เทียบกับสูตรโมเลกุล
สำหรับบางโมเลกุลหรือโมเลกุลขนาดใหญ่ เราสามารถเขียนสูตรเชิงประจักษ์ได้ อย่างไรก็ตาม สูตรโมเลกุลจะมีรายละเอียดมากกว่า ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสูตรเชิงประจักษ์และสูตรโมเลกุลคือ สูตรเชิงประจักษ์ให้อัตราส่วนที่ง่ายที่สุดของอะตอมเท่านั้น ในขณะที่สูตรโมเลกุลให้จำนวนที่แน่นอนของแต่ละอะตอมในโมเลกุล