Simplest whole number ratio of atoms present in a compound
化学 において 、 化合物 の 実験式は 、化合物中に存在する 原子 の 最も単純な 整数 比です。 [1]この概念の簡単な例として、 一酸化硫黄 （SO）の実験式は単にSOであり、 二酸化二硫黄 （S 2 O 2） の実験式も同様です 。したがって、一酸化硫黄と二酸化二硫黄はどちらも 硫黄 と 酸素 の化合物であり、同じ実験式を持ちます。しかし、 化合物の各分子に含まれる原子の数を表す 分子式は同じではありません。
経験式では、原子の配列や数は考慮されません。これは、 塩化カルシウム （CaCl 2 ）のような多くの イオン化合物 や、 二酸化ケイ素 （SiO 2 ）のような 高分子 の標準的な式です。
一方、分子式は分子中の各原子の数を示します。 [ 2 ] 構造 式は 分子の配置を示します。異なる種類の化合物であっても、同じ実験式を持つ場合があります。
化学の黎明期には、化合物の組成に関する情報は 元素分析 によって得られました。元素分析は、化合物中に存在する元素の相対量に関する情報を、パーセンテージまたはモル比で表すことができました。しかし、化学者はこれらの元素の正確な量を決定することはできず、その比率しか知ることができませんでした。そのため、「経験式」と呼ばれています。イオン性化合物は陰イオンと陽イオンの拡張ネットワークであるため、イオン性化合物のすべての式は経験式です。 [3]
例 グルコース ( C 6 H 12 O 6 )、 リボース ( C 5 H 10 O 5 )、 酢酸 ( C 2 H 4 O 2 )、 ホルムアルデヒド ( CH 2 O ) はそれぞれ異なる分子式を持ちますが、実験式は同じです： CH 2 O 。これはホルムアルデヒドの実際の分子式ですが、酢酸は原子数が2倍、リボースは5倍、グルコースは6倍の原子数です。
計算例 酢酸メチル のサンプルを化学分析した結果、 以下の元素データが得られました。 炭素 （C）48.64%、 水素 （H）8.16%、 酸素 （O）43.20%。実験式を求めるにあたり、この化合物の量は100グラムと仮定します。この場合、パーセンテージは各元素の質量（グラム）に等しくなります。
ステップ1：各 パーセンテージ を、各元素の質量（グラム）の表現に変換します。つまり、48.64% Cは48.64 g C、8.16% Hは8.16 g H、43.20% Oは43.20 g Oになります。 ステップ2: 各元素のグラム単位の量をモル単位の量に変換する ( 48.64 g C 1 ) ( 1 mol 12.01 g C ) = 4.049 mol {\displaystyle \left({\frac {48.64{\mbox{ g C}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{12.01{\mbox{ g C}}}}\right)=4.049\ {\text{mol}}} ( 8.16 g H 1 ) ( 1 mol 1.007 g H ) = 8.095 mol {\displaystyle \left({\frac {8.16{\mbox{ g H}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{1.007{\mbox{ g H}}}}\right)=8.095\ {\text{mol}}} ( 43.20 g O 1 ) ( 1 mol 16.00 g O ) = 2.7 mol {\displaystyle \left({\frac {43.20{\mbox{ g O}}}{1}}\right)\left({\frac {1{\mbox{ mol }}}{16.00{\mbox{ g O}}}}\right)=2.7\ {\text{mol}}} ステップ3: 得られた値をそれぞれ最小の値(2.7)で割ります。 4.049 mol 2.7 mol = 1.5 {\displaystyle {\frac {4.049{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1.5} 8.095 mol 2.7 mol = 3 {\displaystyle {\frac {8.095{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=3} 2.7 mol 2.7 mol = 1 {\displaystyle {\frac {2.7{\mbox{ mol }}}{2.7{\mbox{ mol }}}}=1} ステップ 4: 必要に応じて、これらの数値に整数を掛けて整数を取得します。いずれかの数値に対して演算を実行する場合は、すべての数値に対して演算を実行する必要があります。 1.5 × 2 = 3 {\displaystyle 1.5\times 2=3} 3 × 2 = 6 {\displaystyle 3\times 2=6} 1 × 2 = 2 {\displaystyle 1\times 2=2} したがって、酢酸メチルの実験式はC 3 H 6 O 2 です
。この式は酢酸メチルの分子式でもあります。
参考文献 ^ IUPAC , 化学用語集 、第5版（「ゴールドブック」）（2025年）。オンライン版：（2006年以降）「実験式」。doi : 10.1351/goldbook.E02063 ^ MONITOR., WHOLE SKY, URL., OCLC 796720402 , 2022年12月31日 閲覧 ^ 「10.12: 経験則の決定」 Chemistry LibreTexts . 2016年6月27日. 2023年8月14日 閲覧 。
