فرمول تجربی

{empirical formula} [شیمی] فرمول شیمیایی که کمترین عدد نسبی اتم های هر عنصر را در یک ترکیب نشان می دهد

در دانش شیمی، به نمایش ساده نسبت های ساده شده میان اتم های موجود در یک ترکیب شیمیایی فرمول تجربی می گویند. یک مثال ساده برای این مفهوم، فرمول تجربی مونواکسید گوگرد ( SO ) است که همان فرمول تجربی دی سولفور دی اکسید ( S2O2 ) می باشد، معنی این جمله این است که مونواکسید گوگرد و دی سولفور دی اکسید، هردو ترکیب های دو عنصر گوگرد و اکسیژن هستند و به همین دلیل فرمول تجربی یکسان دارند. با این حال، فرمول شیمیایی آن ها که بیانگر تعداد اتم های هر مولکول از یک ترکیب شیمیایی است، یکسان نمی باشد.
در یک فرمول تجربی، ترتیب و تعداد اتم ها ذکر نمی شوند. این استاندارد برای بسیاری از ترکیبات یونی مانند کلسیم کلرید ( CaCl2 ) و مولکول هایی مثل سیلیسیم دی اکسید ( SiO2 ) می باشد. در فرمول تجربی تفاوت همپارها نادیده گرفته می شود.
• گلوکز ( C6H12O6 )، ریبوز ( C5H10O5 )، استیک اسید ( C2H4O2 ) و فرمالدهید ( CH2O ) همگی دارای فرمول مولکولی متفاوت هستند اما فرمول تجربی همه آن ها CH2O می باشد که مال فرمالدهید است، استیک اسید، ریبوز و گلوکز به ترتیب 2 برابر، 5 برابر و 6 برابر تعداد اتم های فرمالدهید، اتم دارند.
اطلاعات به دست آمده از آنالیز شیمیایی یک ترکیب برای به دست آوردن فرمول تجربی آن مورد استفاده قرار می گیرد. آنالیزشیمیایی، نسبت جرمی عناصر تشکیل دهندهٔ ترکیب را به دست می دهد. ساده ترین فرمول یا فرمول تجربی ٬بیانگرنسبت اتمی ترکیب، یعنی شمار نسبی اتم های گوناگون موجود در ترکیب است. چون یک مول از اتم های یک عنصر شامل همان تعداد از اتم های موجود در یک مول از سایر عناصر است، نسبت مول ها با نسبت اتم ها یکسان است. تعداد مول های هر یک از عناصر موجود در نمونهٔ ترکیب را به آسانی می توان از جرم هر یک از عناصر به دست آورد. ساده ترین نسبت صحیح مول ها ( که با نسبت اتم ها یکسان است ) را برای نوشتن فرمول تجربی به کار می بریم.
۱. اگر داده ها بر مبنای در صد اجزا باشد، محاسبات بر مبنای ۱۰۰/۰gازنمونهٔ ترکیب انجام می گیرد. در این صورت، مقدار موجود از هر عنصر در نمونه، برحسب گرم، ازنظر عددی، با در صد آن عنصر در نمونه برابر خواهد بود. در صورتی که داده ها مقدار هر یک از عناصر موجود در نمونه را بر حسب گرم به دست دهد، نیازی به پیداکردن در صد نخوادهد بود. ۲. مقدار هر عنصر بر حسب گرم را به تعداد اتم های آن عنصر بر حسب مول تبدیل می کنیم. ضرایب تبدیل مورد نیاز از این واقیت تجربی استنتاج می شوند که یک مول از اتم های یک عنصر برابر با وزن اتمی بر حسب گرم است. ۳. مقادیر به دست آمده در مرحله ۲ را بر کوچک ترین مقدار تقسیم می کنیم. درصورتی که اعداد به دست آمده از این راه عدد صحیح نباشند، هریک از آن ها را در عدد مشترکی ضرب می کنیم تا به اعداد صحیح تبدیل شوند. ۴. نسبت مولی اتم ها برابر با نسبت اتم هاست. اعداد صحیح به دست آمده در مرحله ۳ ٬زیر نوشت های فرمول تجربی هستند.

فرمول شیمیایی که کمترین عدد نسبی اتم‌های هر عنصر را در یک ترکیب نشان می‏دهد.

💡 پس از آنکه واکنش سوختن به‌طور علمی بررسی و حل و فصل شد، فریدریش وهلر، که در سال ۱۸۲۸ موفق به ساخت ترکیب اوره شده‌بود، بحث دیگری را دربارهٔ ارتباط شیمی و حیات و تمایز مواد آلی و مواد معدنی آغاز کرد. پیش از آن در دانش شیمی هرگز به ترکیب مواد آلی و مواد معدنی پرداخته‌نشده‌بود. همین امر سرآغاز یک رشته جدید در شیمی شد به‌طوری‌که در اواخر قرن نوزدهم میلادی دانشمندان می‌توانستند صدها ترکیب آلی به وجود بیاورند. مهم‌ترین آن‌ها جوهرهای مصنوعی بنفش، سرخابی و سایر رنگ‌ها و نیز آسپیرین بود. کشف شیوهٔ مصنوعی تهیهٔ اوره کمک بسیار بزرگی به کشف ترکیبات همپار کرد. چراکه آمونیوم سیانید و اوره دارای فرمول تجربی یکسان هستند.

💡 یک جامد شبکه‌ای یک ترکیب شیمیایی (ماده مرکب یا عنصر) است که در آن اتم‌ها با پیوند کووالانسی در یک شبکه گسترده و بزرگ، به هم متصل هستند. در این حالت، مولکول‌های مجزا وجود ندارند و کل ساختار بلوری به عنوان یک مولکول شناخته می‌شود. فرمول این مواد، همانند فرمول مواد یونی، یک فرمول تجربی است؛ یعنی ساده‌ترین نسبت بین اتم‌های عنصرهای سازنده آن ترکیب.