Principal diferença - fórmula molecular vs fórmula estrutural

A fórmula molecular e a fórmula estrutural dos compostos representam átomos de diferentes elementos químicos presentes nos compostos. A fórmula molecular fornece a proporção entre esses elementos. A fórmula estrutural fornece as posições relativas desses átomos. A principal diferença entre a fórmula molecular e a fórmula estrutural é que a fórmula molecular não pode indicar as posições relativas dos átomos, enquanto a fórmula estrutural indica as posições relativas dos átomos.

Principais áreas cobertas

1. O que é fórmula molecular - Definição, Encontrando a Fórmula Molecular 2. O que é Fórmula Estrutural - Definição, Usos 3. Qual é a diferença entre a fórmula molecular e estrutural - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Fórmula Condensada, Fórmula Empírica, Estrutura de Lewis, Fórmula Molecular, Fórmula Estrutural

O que é fórmula molecular

A fórmula molecular ou fórmula química de um composto é a representação dos tipos de átomos e suas proporções presentes naquele composto. A fórmula molecular é dada por símbolos de elementos químicos e os números que representam a razão entre eles. Essa proporção é o número inteiro real de átomos (o número inteiro mais simples é dado pela fórmula empírica).

A fórmula molecular pode ser usada na nomenclatura de moléculas simples, mas não para moléculas complexas. Uma fórmula molecular de um composto pode ser usada para determinar se o composto é um composto binário, composto ternário, composto quaternário ou tem ainda mais elementos.

A fórmula molecular de um composto pode ser encontrada quando os detalhes necessários são fornecidos. Os exemplos a seguir mostram como encontrar a fórmula molecular.

Pergunta:

Encontre a fórmula molecular de um composto com C = 40%, H = 6,72%, o resto é oxigênio e o peso molecular do composto é de 180 g / mol.

Responder:

Os elementos presentes são;

C = 40% H = 6,72% O = (100- {40 + 6,72})% = 53,28%

O número de moles de cada elemento presente em 100g do composto;

C = 40g / 12gmol-1 = 3,33 molH = 6,72g / 1gmol-1 = 6,72 molO = 53,28g / 16gmol-1 = 3,33 mol

A razão mais simples entre esses elementos é encontrada dividindo cada valor pelo maior valor entre eles.

C = 3,33 mol / 6,72 mol = ½ H = 6,72 mol / 6,72 mol = 1O = 3,33 mol / 6,72 mol = ½

Encontre a razão de número inteiro mais simples entre esses átomos;

C = ½ x 2 = 1H = 1 x 2 = 2O = ½ x 2 = 1

Portanto, a fórmula empírica do composto é CH₂O.

Para encontrar a fórmula molecular usando esta fórmula empírica, primeiro precisamos encontrar o número de unidades da fórmula empírica presentes no composto.

Massa molar da unidade da fórmula empírica = CH2O = (12 g / mol) + (1g / mol x 2) + (16g / mol) = 30 g / mol.

O número de unidades de fórmula empírica presentes no composto = 180 gmol-1/30 gmol-1 = 6 Então, a fórmula molecular do composto pode ser obtida multiplicando a fórmula empírica por 6.

Fórmula molecular = (CH2O) x 6 = C6H12O6

O que é fórmula estrutural

A fórmula estrutural de um composto é a representação do arranjo dos átomos no composto. Esta fórmula estrutural fornece muitos detalhes sobre a molécula e as propriedades do composto também podem ser previstas usando esses detalhes.

A fórmula estrutural pode ser usada para a nomenclatura da molécula. Isso ocorre porque a fórmula estrutural mostra todos os grupos funcionais presentes no composto e suas posições relativas. A fórmula estrutural também pode ser usada para prever as propriedades químicas do composto (como a polaridade) e as propriedades físicas (como o ponto de ebulição).

Existem algumas maneiras diferentes que são usadas para fornecer a fórmula estrutural. As estruturas de Lewis mostram a conectividade dos átomos e dos pares solitários ou elétrons desemparelhados no composto. A fórmula condensada é outro tipo de fórmula estrutural, que fornece as posições relativas dos átomos, mas isso não é muito útil (Ex: CH₃CH₂OH é a fórmula condensada do etanol).

Figura 1: Estrutura de Lewis da molécula de água

Um tipo importante de fórmula estrutural em química orgânica são as fórmulas esqueléticas. A maioria das moléculas orgânicas complexas pode ser administrada por meio de fórmulas esqueléticas. Este tipo de fórmula mostra os grupos funcionais e suas posições. Mas os átomos de hidrogênio ligados aos átomos de carbono não são indicados ali.

Figura 2: Fórmula esquelética de etilenoglicol

Na estereoquímica, existem muitas formas de fórmulas estruturais. Por exemplo, a fórmula estrutural indica a geometria cis-trans do composto, projeção de Newman e projeção em cavalo de madeira de compostos orgânicos, projeção de Fischer de moléculas de açúcar, projeção de Haworth, etc.

Diferença entre fórmula molecular e fórmula estrutural

Definição

Fórmula molecular: A fórmula molecular ou fórmula química de um composto é a representação dos tipos de átomos e suas proporções presentes naquele composto.

Fórmula estrutural: A fórmula estrutural de um composto é a representação do arranjo dos átomos no composto.

Detalhes Fornecidos

Fórmula molecular: A fórmula molecular fornece a razão entre os átomos presentes no composto.

Fórmula estrutural: O formal estrutural fornece o arranjo dos átomos e as posições relativas dos grupos funcionais no composto.

Usos

Fórmula molecular: A fórmula molecular pode ser usada para a nomenclatura de moléculas simples, para determinar se o composto é um composto binário, composto ternário, composto quaternário ou tem ainda mais elementos, etc.

Fórmula estrutural: A fórmula estrutural pode ser usada para a nomenclatura de moléculas complexas e para prever as propriedades químicas do composto (como polaridade) e propriedades físicas (como ponto de ebulição).

Conclusão

A fórmula molecular e a fórmula estrutural são muito importantes para determinar a estrutura real de um composto. A principal diferença entre a fórmula molecular e a fórmula estrutural é que a fórmula molecular não pode indicar as posições relativas dos átomos, enquanto a fórmula estrutural indica as posições relativas dos átomos.

Referência:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Calculating Compound Empirical & Molecular Formula.” ThoughtCo, 4 de agosto de 2017, disponível aqui.2. “2.1: Fórmulas Estruturais.” Chemistry LibreTexts, Libretexts, 22 de junho de 2017, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Water-2D-flat” (Domínio Público) via Commons Wikimedia2. “Etilenoglicol” Por Sander de Jong - Obra do próprio (domínio público) via Commons Wikimedia