主な相違点 – 経験式と分子式
化学文献では、「式」という用語は、化合物の組成を書き表したものを指します。
化合物の組成を記録する方法にはさまざまなものがあり、それぞれ異なる意味を持っています。
経験式と分子式の2つがそのような方法です。
経験的」という言葉は、「実験的に結果が得られる」という意味です。
しかし、式の文脈で適用すると、経験式は化合物の組成を表現するために用いられる最も単純なタイプの式であるのに対し、分子式は実際の化合物を正確に表現するものです。
これが経験式と分子式の大きな違いです。
経験式とは
前述したように、最も単純な形の式です。
各元素が他の元素に対してどのような割合で含まれているかという情報を与えるだけです。
通常、経験式は化合物中の元素の組成を重量パーセントで示す場合に取り出される。
したがって、経験式を考えるために必要なことは、化合物の総重量を100gと仮定することである。
そうすれば、各パーセントの量は、化合物中の元素の重量として直訳できる。
そして、グラム単位での元素の重量の比較が得られる。
しかし、この式は元素を化学量論的な比率で表している。
つまり、重さをモル数に換算する必要がある。
グラム単位の重さを元素のモル重量（原子質量単位）で割るだけで換算できる。
その結果、各元素のモル数が算出されます。
次に、これらの数値を比率として比較し、最も単純な比率の組み合わせまでさらに単純化することができます。
そうして出来上がったものが、その化合物の経験式となる。
分子式とは
分子式は、化合物の正確な元素組成を示すものです。
分子式は、経験式と呼ばれる最も単純な形式、またはその単純な倍数である場合があります。
分子式は常に経験式の倍数です。
そうでない場合はエラーとみなされる。
化合物の分子式を求める際には、その化合物の全重量が必要である（ここでは経験式の場合のような仮定は成り立たない）。
そしてその後、得られた総重量と、経験式で与えられたモル数での元素の内訳、各元素のモル重量を比較する必要がある。
そこで、各元素のモル数にそれぞれのモル重量を乗じ、それらを足し合わせます。
次に、この式全体に一定の「係数」をかけ、測定した総重量と等しくする。
これによって、式に盛り込まれた「因子」の値を小数点以下まで求めることができる。
そして、この求めた値を使って、経験式に含まれる各元素のモル数を乗じる。
その結果が化合物の分子式となる。
経験式と分子式の違い
定義
経験式は、化合物の元素組成を表す最も簡単な形式です。
分子式は化合物の元素組成を実際に表現したもの。
導出過程
経験式は、まず化合物中に存在する元素の重量パーセントから導かれる。
分子式は当該化合物の総重量に関係し、多くの場合、経験式を求めた後に導かれる。
経験式と分子式の関係
経験式には、化合物に含まれる元素のモル数比が最も簡略化された形で記載されます。
分子式は経験式の倍数である必要があります。
使用方法
経験式は反応式ではあまり使われない。
分子式は、反応やその他の化学記録でよく使われる。
命名法
経験式は、任意の数の分子式になる可能性があるため、命名の目的には使用されません。
化合物の分子式は命名に用いられる。
“Benzene-aromatic-3D-balls” by Benjah-bmm27 – Own work. (パブリックドメイン) via Commons
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