مفاهيم كتلة الصيغة والمول للمركبات

كتلة الصيغة للمركبات التساهمية

تمثل الصيغ الكيميائية التركيب العنصري للمواد. بالنسبة للمركبات التساهمية ، تمثل الصيغة عدد وأنواع الذرات المكونة لجزيء واحد من المادة ؛ لذلك ، يمكن الإشارة بشكل صحيح إلى كتلة الصيغة على أنها كتلة جزيئية. تشير الصيغة الجزيئية للكلوروفورم (CHCl₃)، وهو مركب تساهمي، إلى أن الجزيء الفردي يحتوي على ذرة كربون واحدة، وذرة هيدروجين واحدة، وثلاث ذرات كلور. متوسط ​​الكتلة الجزيئية لجزيء الكلوروفورم يساوي مجموع متوسط ​​الكتل الذرية لهذه الذرات:

كتلة الصيغة المركبات الأيونية

تتكون المركبات الأيونية من الكاتيونات والأنيونات المنفصلة التي يتم دمجها بنسب لإنتاج مادة لها شحنة إجمالية متعادلة كهربائيًا. يتم حساب كتلة الصيغة للمركب الأيوني بنفس طريقة حساب كتلة صيغة المركبات التساهمية: عن طريق جمع متوسط ​​الكتل الذرية لجميع الذرات في صيغة المركب’s. ومع ذلك، فإن صيغة المركب الأيوني لا تمثل تكوين جزيء منفصل، لذلك قد لا تتم الإشارة إليه بشكل صحيح باسم ‘molecular mass’.

على سبيل المثال، ملح الطعام الشائع أو كلوريد الصوديوم (NaCl) مركب أيوني يتكون من كاتيونات الصوديوم (Na⁺) وأنيونات الكلوريد (Cl⁻) معًا بنسبة 1: 1. يتم حساب كتلة الصيغة لهذا المركب عن طريق إضافة متوسط ​​الكتل الذرية للعناصر المكونة له:

عند حساب كتلة صيغة المركب الأيوني، تم استخدام متوسط ​​كتل ذرات الصوديوم والكلور المتعادلة، بدلاً من كتل كاتيونات الصوديوم وأنيونات الكلوريد. على الرغم من أن كاتيون الصوديوم يحتوي على كتلة أصغر قليلاً من ذرة الصوديوم (نظرًا لأنه ينقصه إلكترون)، فإن هذا الاختلاف سيعوضه حقيقة أن أنيون كلوريد أكبر قليلاً من ذرة الكلور (بسبب الإلكترون الإضافي). علاوة على ذلك، فإن كتلة الإلكترون صغيرة بشكل مهم بالنسبة إلى كتلة الذرة النموذجية.

تكوين نسبة الكتلة

يحدد التركيب العنصري للمركب هويته الكيميائية ، والصيغ الكيميائية هي الطريقة الأكثر إيجازًا لتمثيل هذا التركيب العنصري. تسمى النسبة المئوية بالكتلة لكل عنصر في المركب نسبة الكتلة لهذا العنصر المعين. يمكن حساب النسبة المئوية للتركيب بقسمة كتلة كل عنصر على الكتلة الكلية للمركب ثم تحويلها إلى نسبة مئوية.

يعد التركيب بالنسبة المئوية مفيدًا في تقييم الوفرة النسبية لعنصر معين في مركبات مختلفة من الصيغ المعروفة. طالما أن الصيغة الجزيئية أو التجريبية للمركب المعني معروفة، يمكن اشتقاق التركيب المئوي من الكتل الذرية أو المولية لعناصر المركب.

على سبيل المثال ، يحتوي جزيء واحد من حمض النيتريك (HNO₃) على ذرة  نيتروجين واحدة تزن 14.01 وحدة دولية ، ذرة  هيدروجين تزن 1.008 وحدة دولية ، وثلاث ذرات  أكسجين تزن (3 مرات ؛ 16.00) amu) = 48.00 وحدة دولية. وبالتالي ، فإن كتلة الصيغة لحمض النيتريك هي (14.01 amu + 1.008 amu + 48.00 amu) = 63.02 amu ، وتركيبتها المئوية هي:

هذا النص مقتبس من Openstax, Chemistry 2e, Section 3.1: Formula Mass and the Mole Concept and Openstax, Chemistry 2e, Section 3.2: Determining Empirical and Molecular Formulas.