Πεντοξείδιο του διφωσφόρου:Τύπος και μοριακή μάζα

Το πεντοξείδιο του διφωσφόρου είναι μια ομοιοπολική ένωση που έχει εμπειρικό τύπο P₂ O₅ και έναν χημικό τύπο  P₄ O₁₀ . Η μοριακή μάζα του πεντοξειδίου του διφωσφόρου είναι το άθροισμα της μοριακής μάζας καθενός από τα άτομα του χημικού του τύπου. Οι μοριακές μάζες του φωσφόρου (P) και του οξυγόνου (Ο) είναι:

M(P) = 30,973762 g/mol

M(O) = 15,999 g/mol

Έτσι, η μοριακή μάζα του πεντοξειδίου του διφωσφόρου είναι M(P₄ O₁₀ ) = 30,973762(4) + 15,999(10) =283,886 g/mol. Το πεντοξείδιο του διφωσφόρου είναι μια λευκή ουσία σε σκόνη σε θερμοκρασία δωματίου που διατάσσεται σε μια δομή που μοιάζει με κρυσταλλικό πλέγμα. Το πεντοξείδιο του διφωσφόρου είναι εξαιρετικά υγροσκοπικό και απορροφά εύκολα την υγρασία και τους υδρατμούς. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται συχνά ως ξηραντικό για να διατηρεί τα μέρη στεγνά και απαλλαγμένα από υγρασία.

Μοριακός και εμπειρικός τύπος

Ο χημικός τύπος μιας ένωσης είναι μια αναπαράσταση του είδους και του αριθμού των συστατικών ατόμων αυτής της ένωσης. Εν ολίγοις, ένας χημικός τύπος είναι μια σειρά συμβόλων που το καθένα αντιπροσωπεύει ένα είδος ατόμου, με δείκτες που αντιπροσωπεύουν τον αριθμό κάθε ατόμου σε ένα μόριο της ένωσης. Ένας χημικός τύπος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της γενικής ατομικής σύστασης μιας ένωσης και των αναλογιών των συστατικών της στοιχείων. Η γενική μορφή ενός χημικού τύπου είναι

AₓBᵧ

όπου τα Α και Β είναι χημικά στοιχεία και τα x και y είναι ακέραιες τιμές που καθορίζουν την ποσότητα των As και Bs σε ένα μόνο μόριο.

Υπάρχουν δύο είδη χημικών τύπων:μοριακοί τύποι και εμπειρικοί τύποι .

Ο μοριακός τύπος μιας ένωσης μας λέει την ποσότητα και το είδος των ατόμων που βρίσκονται σε ένα μόνο μόριο μονάδας. Για παράδειγμα, το νερό έχει μοριακό τύπο:

H₂ O

Αυτός ο τύπος μας λέει ότι ένα μόνο μόριο νερού αποτελείται από 2 άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου. Ο μοριακός τύπος μιας ουσίας δεν παρέχει σαφείς πληροφορίες σχετικά με τη δομή της, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κάνει εικασίες σχετικά με την οργάνωσή της.

Σε αντίθεση με έναν πλήρη μοριακό τύπο, έναν εμπειρικό ο τύπος είναι ένας συμπυκνωμένος χημικός τύπος που αντιπροσωπεύει την απλούστερη ακέραια αναλογία ατόμων στην ένωση. Για παράδειγμα, η γλυκόζη έχει μοριακό τύπο C₆ H₁₂ O₆ αλλά ο εμπειρικός τύπος του είναι CH₂ O καθώς έχει διπλάσια άτομα υδρογόνου από τα άτομα άνθρακα και οξυγόνου. Οι ενώσεις με διαφορετικούς μοριακούς τύπους μπορούν να έχουν τον ίδιο εμπειρικό τύπο. Το οξικό οξύ, για παράδειγμα, έχει τον ίδιο εμπειρικό τύπο με τη γλυκόζη (CH₂ O) και CH₂ Το O είναι ο πραγματικός μοριακός τύπος για τη φορμαλδεΰδη. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η κοινή ονομασία μιας ένωσης θα προέρχεται από τον εμπειρικό τύπο της, όχι από τον μοριακό της τύπο. Αυτό συμβαίνει με το πεντοξείδιο του διφωσφόρου. Έχει μοριακό τύπο P₄ O₁₀ , ωστόσο, το όνομά του πεντοξείδιο του φωσφόρου προέρχεται από τον εμπειρικό τύπο του P₂ O₅  (“di-“=2, “pent-“=5). Μιλώντας για ονομασία χημικών ενώσεων…

Κανόνες Ονομασίας Μοριακών Ενώσεων

Υπάρχει ένα σύνολο κανόνων που μπορείτε να ακολουθήσετε για να δημιουργήσετε μια επιστημονική ονοματολογία για μια μοριακή ένωση με βάση τον χημικό τύπο της. Για κάθε δεδομένο χημικό τύπο, μπορεί κανείς να δημιουργήσει ένα όνομα από:

1. Το στοιχείο που βρίσκεται πιο αριστερά στον περιοδικό πίνακα είναι το πρώτο μέρος του ονόματος. Εάν τα δύο στοιχεία βρίσκονται στην ίδια ομάδα, το χαμηλότερο πηγαίνει πρώτο.
2. Καταργήστε την κατάληξη του δεύτερου στοιχείου και προσθέστε το επίθημα "-ide" (π.χ. οξυγόνο → οξείδιο).
3. Προσθέστε προθέματα στο όνομα κάθε στοιχείου για να υποδείξετε τον αριθμό των ατόμων κάθε στοιχείου.

Τα προθέματα που χρησιμοποιούνται για την ονομασία χημικών ενώσεων προέρχονται από τα ελληνικά και υποδεικνύουν τον αριθμό των ατόμων του στοιχείου με το οποίο συνδέονται. Τα προθέματα είναι:

1. "μονό-"
2. "di-"
3. "tri-"
4. "tetra-"
5. "πεντα-"
6. "εξα-"
7. "επτά-"
8. "octa-"

Υπάρχουν προθέματα για άτομα που έχουν περισσότερα από 8 από ένα είδος ατόμου, αλλά χρησιμοποιούνται σπάνια. Σε περιπτώσεις όπου υπάρχει μόνο ένα άτομο του πιο αριστερού στοιχείου, δεν απαιτείται να επισυνάψετε το πρόθεμα "μονό". Επομένως, γιατί το CO είναι "μονοξείδιο του άνθρακα", όχι μονοξείδιο του άνθρακα.

Πάρτε τον τύπο N2O4. Πώς θα μπορούσαμε να αντλήσουμε το όνομα αυτής της ένωσης; Αρχικά, προσδιορίζουμε το πιο αριστερό στοιχείο στον περιοδικό πίνακα. Το άζωτο βρίσκεται στα αριστερά του οξυγόνου, οπότε πηγαίνει πρώτο. Στη συνέχεια, παίρνουμε το πιο δεξί στοιχείο οξυγόνο και το μετατρέπουμε σε μια κατάληξη "-ide", άρα "οξείδιο". Βλέποντας τους δείκτες, γνωρίζουμε πόσα άτομα υπάρχουν σε κάθε στοιχείο. Το άζωτο έχει 2, άρα παίρνει το πρόθεμα "di-" και το οξυγόνο έχει 4, άρα παίρνει το πρόθεμα "tetra-". Έτσι, ολόκληρη η χημική ονομασία είναι «τετροξείδιο του δινιτρογόνου»

Ας δούμε μερικά ακόμη παραδείγματα. Ποια είναι τα ονόματα των παρακάτω χημικών ενώσεων;:

1. SF₆
2. BrCl3
3. N2O5

Απαντήσεις

1.  Το θείο βρίσκεται πιο αριστερά στον περιοδικό πίνακα από το φθόριο, επομένως πηγαίνει πρώτο. Το SF6 έχει ένα άτομο θείου και 6 άτομα φθορίου, επομένως το θείο δεν παίρνει πρόθεμα και το φθόριο παίρνει ένα πρόθεμα «εξα-». Το όλο όνομα είναι εξαφθοριούχο θείο
2. Το βρώμιο και το χλώριο ανήκουν στην ίδια ομάδα (αλογόνα της ομάδας 7). Όμως, το βρώμιο είναι κάτω από το χλώριο, οπότε πηγαίνει πρώτο. Στο BrCl3 υπάρχει ένα άτομο βρωμίου και τρία άτομα χλωρίου, επομένως το βρώμιο δεν παίρνει πρόθεμα και το χλώριο παίρνει ένα «τρι-» πρόθεμα. Επομένως, ολόκληρο το όνομα είναι τριχλωριούχο βρώμιο .
3. Το άζωτο βρίσκεται στα αριστερά του οξυγόνου, επομένως το όνομά του είναι πρώτο. Το N2O5 έχει 2 άτομα αζώτου και 5 άτομα οξυγόνου, επομένως το άζωτο παίρνει ένα πρόθεμα "δι-" και το οξυγόνο ένα πρόθεμα "πεντα-". Έτσι, ολόκληρο το όνομα είναι πεντοξείδιο του δινιτρογόνου .

Πολλές ενώσεις έχουν ένα κοινό όνομα που χρησιμοποιούν αντί για την ονοματολογία του προθέματός τους. Σύμφωνα με τη σύμβαση ονομασίας, CH₄ θα ονομαζόταν «τετραϋδρίδιο του άνθρακα», αλλά τις περισσότερες φορές ονομάζεται απλώς μεθάνιο. Ομοίως, H₂ Το O ονομάζεται απλώς νερό, αντί για το δυσοίωνο «μονοξείδιο του διυδρογόνου».

Πώς να βρείτε τη μοριακή μάζα

Η μοριακή μάζα ενός στοιχείου είναι η συνολική μάζα που υπάρχει σε ένα mole αυτού του στοιχείου. Η μοριακή μάζα ενός στοιχείου μπορεί να προσδιοριστεί πολλαπλασιάζοντας το τυπικό ατομικό βάρος του στοιχείου με τη σταθερά μοριακής μάζας:

M =1 g/mol

Η σταθερά της μοριακής μάζας απαιτείται για τη σωστή ανάλυση διαστάσεων. Τα τυπικά ατομικά βάρη είναι αδιάστατα μεγέθη (καθαροί αριθμοί), επομένως πρέπει να πολλαπλασιαστούν με κάποια διαστατική ποσότητα για να δώσουν τις σωστές μονάδες.

Το τυπικό ατομικό βάρος ενός στοιχείου μπορεί να βρεθεί στο πλακίδιο στοιχείων στον περιοδικό πίνακα. Το τυπικό ατομικό βάρος είναι μόνο ο αριθμός κάτω από το σύμβολο. Στην παραπάνω εικόνα, το τυπικό ατομικό βάρος του βολφραμίου είναι 183,84. Ο πολλαπλασιασμός αυτής της τιμής με τη σταθερά της μοριακής μάζας θα δώσει τη μοριακή μάζα του βολφραμίου, π.χ.

183,84 x 1 g/mol =183,84 g/mol

Η μοριακή μάζα του βολφραμίου είναι 183,84 g/mol. Με άλλα λόγια, αν είχαμε ένα mole βολφραμίου, θα είχε μάζα 183,84 γραμμάρια.

Για να βρεθεί η μοριακή μάζα μιας ένωσης, το μόνο που πρέπει να κάνει κανείς είναι να βρει το άθροισμα των μοριακών μαζών κάθε στοιχείου της ένωσης, λαμβάνοντας υπόψη πόσα από κάθε στοιχείο υπάρχει στο μόριο. Στην περίπτωση του H₂ Το Ο, το υδρογόνο και το οξυγόνο έχουν τυπικά ατομικά βάρη 1,007825 και 15,999 αντίστοιχα. Ο πολλαπλασιασμός με τη σταθερά της μοριακής μάζας μας δίνει τις μοριακές μάζες τόσο του υδρογόνου όσο και του οξυγόνου:

M(1,007825) =1,007825 g/mol

M(15,99) =15,99 g/mol

Δεδομένου ότι ένα μόριο νερού έχει δύο άτομα υδρογόνου για κάθε άτομο οξυγόνου, ένα μόριο μορίων νερού θα έχει δύο γραμμομόρια υδρογόνου για κάθε γραμμομόριο οξυγόνου. Πολλαπλασιάζοντας τη μοριακή μάζα κάθε στοιχείου με την αναλογία της σύνθεσης της ένωσης και αθροίζοντας τις τιμές, μπορούμε να προσδιορίσουμε τη μοριακή μάζα ολόκληρου του μορίου:

M(H₂ O) =1,007825(2) + 15,99(1) =18,0565 g/mol

Ένα μόνο γραμμομόριο μορίων νερού έχει μάζα 18,0565 γραμμάρια.

Ας δοκιμάσουμε μερικά ακόμα. Ποιες είναι οι μοριακές μάζες των παρακάτω ενώσεων;

1. SF₆
2. BrCl3
3. N2O5

Απαντήσεις

1. Το θείο και το φθόριο έχουν ατομικά βάρη 32,065 και 18,99803 αντίστοιχα. Πολλαπλασιάζοντας με τη σταθερά μοριακής μάζας για καθεμία αποδίδει M(S) =32,065 g/mol και M(F) =18,99803 g/mol. Τέλος, πολλαπλασιάζοντας κάθε όρο με τη συχνότητα που εμφανίζεται σε μια ένωση μας δίνει M(SF₆) =32,065(1) + 18,99803(6) =146,05318 g/mol.
2. Το βρώμιο και το χλώριο έχουν ατομικά βάρη 79.904 και 35.453 αντίστοιχα. Έτσι, η μοριακή μάζα καθενός είναι M(Br) =79,904 g/mol και M(Cl) =35,453 g/mol. Πολλαπλασιάζοντας με τον αριθμό των γραμμομορίων κάθε στοιχείου και αθροίζοντας τις τιμές μας προκύπτει:M(BrCl3) =79,904(1) + 35,453(3) =186,263 g/mol.
3. Το άζωτο και το φθόριο έχουν τυπικά ατομικά βάρη 14,0067 και 15,999. Η μοριακή μάζα καθενός είναι Μ(Ν) =14,0067 g/mol και Μ(Ο) =15,999 g/mol. Για άλλη μια φορά, πολλαπλασιάζοντας με την αναλογία κάθε στοιχείου μας δίνει M(N2O5) =14,0067(2) + 15,999(5) =108,0084 g/mol.

Συνολικά, ο χημικός τύπος μιας ουσίας είναι μια αναπαράσταση των ειδών και των αναλογιών των στοιχειακών συστατικών σε μια δεδομένη ένωση. Ένας χημικός τύπος σας λέει από τι είδους άτομα αποτελείται μια ένωση και πόσα από κάθε άτομο υπάρχει. Η επιστημονική ονοματολογία των ενώσεων μπορεί να προκύψει από τον χημικό τύπο της αλλάζοντας την κατάληξη του πιο ηλεκτραρνητικού στοιχείου και προσθέτοντας προθέματα για να υποδείξουμε τις αναλογίες κάθε στοιχείου.

Ο χημικός τύπος μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον προσδιορισμό της μοριακής μάζας των ενώσεων. Για να βρεθεί η μοριακή μάζα μιας ένωσης, πρέπει πρώτα να βρεθεί η μοριακή μάζα κάθε συστατικού στοιχείου. Στη συνέχεια, πρέπει να πολλαπλασιάσουμε αυτές τις τιμές μοριακής μάζας με τη συχνότητα που εμφανίζονται στην ένωση. Η άθροιση αυτών των τιμών θα σας δώσει τη μοριακή μάζα της ένωσης.