خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: إدخال البيانات – أدخل رموز العناصر ونسبها الكتلية أو كتلها بالجرام. إذا كانت النسب المئوية معطاة، افترض أن لديك 100 غرام من المركب، وبالتالي فإن النسبة المئوية لكل عنصر تساوي كتلته بالجرام. مثلاً، إذا كان الأكسجين 53.3%، فهذا يعني 53.3 غرام من الأكسجين في 100 غرام من المركب. لا تنس إدخال الكتلة الذرية لكل عنصر (بالوحدات الذرية) من الجدول الدوري، لأنها ضرورية لتحويل الكتلة إلى مولات.
الخطوة الثانية: تحويل الكتل إلى مولات – استخدم القانون: عدد المولات = الكتلة (بالجرام) / الكتلة الذرية (غ/مول). اقسم كتلة كل عنصر على كتلته الذرية لتحصل على عدد المولات. هذه الخطوة تحول الكميات من وحدات كتلة مختلفة إلى وحدة مشتركة (المول)، مما يسمح بمقارنة عدد الذرات.
الخطوة الثالثة: إيجاد النسبة المولية – قسّم عدد مولات كل عنصر على أصغر عدد مولات بين العناصر. هذا يعطيك النسبة المولية الأولية. قد تظهر قيم كسرية مثل 1.5 أو 1.33، والتي تحتاج إلى ضرب للحصول على أعداد صحيحة.
الخطوة الرابعة: ضرب النسب للحصول على أعداد صحيحة – إذا كانت النسبة الناتجة قريبة من عدد صحيح (مثل 1.99 أو 2.01)، قربها. أما إذا كانت كسراً واضحاً مثل 1.5، اضرب كل النسب في 2 لتحصل على 3 و 2. استمر في الضرب حتى تصبح جميع النسب أعداداً صحيحة (مثلاً 1.33 × 3 = 4 و 1 × 3 = 3).
الخطوة الخامسة: كتابة الصيغة الأولية – استخدم الأعداد الصحيحة كدليل سفلي لرموز العناصر. مثلاً إذا كانت النسب C:2, H:6, O:1، فالصيغة الأولية هي C₂H₆O. هذه الصيغة تمثل أبسط نسبة عددية صحيحة للذرات في المركب.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الصيغة الأولية بخطوات الحل كاملة.
الحل
نفترض أن لدينا 100 غرام من المركب، وبالتالي كتل العناصر: C = 40.0 غ، H = 6.71 غ، O = 53.3 غ. نحول إلى مولات: مولات C = 40.0 / 12.01 = 3.33 مول، مولات H = 6.71 / 1.008 = 6.66 مول، مولات O = 53.3 / 16.00 = 3.33 مول. الآن نقسم على أصغر عدد مولات (3.33): النسب: C = 1، H = 6.66/3.33 = 2، O = 1. إذن النسبة هي C:H:O = 1:2:1. وبالتالي الصيغة الأولية هي CH₂O. هذه هي صيغة الفورمالديهايد والجليكول ألدهيد وغيرها.
الحل
بافتراض 100 غ: Fe = 24.7 غ، C = 14.2 غ، O = 61.1 غ. المولات: Fe = 24.7/55.85 = 0.442 مول، C = 14.2/12.01 = 1.182 مول، O = 61.1/16.00 = 3.819 مول. أصغر مولات هو 0.442 (Fe). النسب: Fe = 0.442/0.442 = 1، C = 1.182/0.442 = 2.67، O = 3.819/0.442 = 8.64. هذه قيم كسرية. نضرب في 3 للحصول على أعداد صحيحة: Fe = 3، C = 8.01 (≈8)، O = 25.92 (≈26). لكن هذا كبير. بدلاً من ذلك، لاحظ أن 2.67 ≈ 2.67 = 8/3، و8.64 ≈ 8.64 = 26/3. لذا بالضرب في 3: Fe₃C₈O₂₆. ولكن يمكن تبسيطها بقسمة على 2: Fe₁.₅C₄O₁₃ غير صحيح. نعود إليها: C = 2.67 = 8/3، O = 8.64 = 26/3. إذن النسب بعد الضرب في 3: Fe: 3، C: 8، O: 26. القاسم المشترك هو 1؟ لكن 3,8,26 لا تقبل القسمة على رقم واحد. لذا الصيغة الأولية هي Fe₃C₈O₂₆. وهذه هي صيغة مركب غير معروف، لكنها تظهر أهمية الدقة الحسابية. في الواقع قد يكون هناك خطأ في النسب الأصلية. لكن المثال يوضح الإجراء.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الصيغة الأولية.
قيم مُدخَلة قياسية
- رمز العنصر 1
- sample
- كتلة/وفرة العنصر 1 (%)
- 34
- الكتلة الذرية للعنصر 1 (g/mol)
- 12.01
- رمز العنصر 2
- sample
- كتلة/وفرة العنصر 2 (%)
- 33
- الكتلة الذرية للعنصر 2 (g/mol)
- 1.01
- رمز العنصر 3 (اختياري)
- sample
- كتلة/وفرة العنصر 3 (%)
- 33
- الكتلة الذرية للعنصر 3 (g/mol)
- 16