Diferença entre fórmula molecular e estrutural

Diferença principal - Fórmula molecular vs estrutural

A fórmula molecular e a fórmula estrutural dos compostos representam átomos de diferentes elementos químicos presentes nos compostos. A fórmula molecular fornece a razão entre esses elementos. A fórmula estrutural fornece as posições relativas desses átomos. A principal diferença entre fórmula molecular e 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 a fórmula molecular
- Definição, Encontrando a Fórmula Molecular
2. O que é fórmula estrutural
- Definição, Usos
3. Qual é a diferença entre fórmula molecular e estrutural
- Comparação das principais diferenças

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

O que é a fórmula molecular

Fórmula molecular ou fórmula química de um composto é a representação dos tipos de átomos e suas proporções presentes nesse composto. A fórmula molecular é dada por símbolos de elementos químicos e pelos números que representam a razão entre eles. Essa razão 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 possui 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.

Questão:

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

Responda:

Os elementos presentes são;

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

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

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

A proporção 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 = 1
O = 3, 33 mol / 6, 72 mol = ½

Encontre a razão de números inteiros mais simples entre esses átomos;

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

Portanto, a fórmula empírica do composto é CH2O.

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

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

O número de unidades de fórmulas empíricas 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 de 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 polaridade) e propriedades físicas (como ponto de ebulição).

Existem algumas maneiras diferentes usadas para fornecer a fórmula estrutural. As estruturas de Lewis mostram a conectividade de átomos e pares solitários ou elétrons não emparelhados 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: CH ₃ CH ₂ OH 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 dada através 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 lá.

Figura 2: Fórmula esquelética do etileno glicol

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 de cavalos orgânicos de compostos orgânicos, projeção de Fischer de moléculas de açúcar, projeção de Haworth, etc.

Diferença entre fórmula molecular e estrutural

Definição

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

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

Detalhes fornecidos

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

Fórmula estrutural: Formal estrutural fornece o arranjo de 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 possui 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 na determinação da estrutura real de um composto. A principal diferença entre fórmula molecular e 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. "Calculando a fórmula empírica e molecular Molecular". ThoughtCo, 4 de agosto de 2017, disponível aqui.
2. “2.1: Fórmulas Estruturais.” Chemistry LibreTexts, Libretexts, 22 de junho de 2017, disponível aqui.

Cortesia da imagem:

1. “Water-2D-flat” (Domínio Público) via Commons Wikimedia
2. "Ethylene glycol" Por Sander de Jong - Obra própria (Domínio Público) via Commons Wikimedia