เนื้อหาสูตรเคมี

 สูตรเคมี  หมายถึง สัญลักษณ์ที่ใช้เขียนแทนธาตุหรือสารประกอบเพื่อแสดงองค์ประกอบ ของสารเหล่านั้นว่าประกอบด้วยธาตุใดบ้างอย่างละเท่าใดหรือเป็นอัตราส่วนเท่าใด  สูตรบางประเภทยังให้รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการจัดเรียงอะตอมภายในโมเลกุลด้วย

  สูตรเคมีแบ่งเป็น  3  ประเภท คือ

1.  สูตรโมเลกุล (Molecular)  เป็นสูตรที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงให้ทราบว่าสารนั้น  1  โมเลกุลประกอบด้วย ธาตุใดบ้างอย่างละกี่อะตอม  เช่น

    น้ำ  มีสูตรโมเลกุลเป็น  H₂O   หมายความว่า น้ำ  1  โมเลกุล ประกอบด้วยไฮโดรเจน  2  อะตอม และ ออกซิเจน  1  อะตอม
    เอทานอล  มีสูตรโมเลกุลเป็น  C₂H₆O   หมายความว่า เอทานอล  1  โมเลกุล ประกอบด้วย
คาร์บอน  2  อะตอม  ไฮโดรเจน  6  อะตอม และ ออกซิเจน  1  อะตอม
    กรดซัลฟิวริก  มีสูตรโมเลกุลเป็น  H₂SO₄   หมายความว่า กรดซัลฟิวริก  1  โมเลกุล ประกอบด้วย
           ไฮโดรเจน  2  อะตอม , ซัลเฟอร์  1  อะตอม และ ออกซิเจน  4  อะตอม
    แคลเซียมฟอสเฟต  มีสูตรโมเลกุลเป็น  Ca₃(PO₄ )₂  หมายความว่า แคลเซียมฟอสเฟต  1  โมเลกุล  ประกอบด้วยแคลเซียม 3 อะตอม , ฟอสฟอรัส  1 X 2  =2 อะตอม และ ออกซิเจน  4 X 2 =8 อะตอม

 ตัวอย่างอื่น ๆ ของสูตรโมเลกุล ได้แก่
น้ำตาลกลูโคส   มีสูตรโมเลกุล         C₆H₁₂O₆
  น้ำ          มีสูตรโมเลกุล         H₂O
  โพรเพน   มีสูตรโมเลกุล         C₃H₈
  เบนซีน    มีสูตรโมเลกุล         C₆H₆
2.  สูตรเอมพิริคัลหรือสูตรอย่างง่าย (Empirical  formular)  เป็นสูตรที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงให้ทราบว่าสารนั้นประกอบด้วยธาตุใดบ้าง  ขณะเดียวกันก็ยังแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำที่สุดของจำนวนอะตอมที่ปรากฏในสูตรนั้นด้วย  ส่วนใหญ่ใช้แสดงสูตรของสารประกอบไอออนิกซึ่งไม่มีสูตรโมเลกุลที่แน่นอน 

     เช่น  โซเดียมคลอไรด์มีสูตรเป็น   NaCl
     นอกจากนี้ยังอาจใช้แสดงอัตราส่วนอย่างต่ำของสารโคเวเลนต์ด้วย
     เช่น  ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์   มีสูตรเป็น   H₂O₂   มีสูตรเอมพิริคัลเป็น   HO

       กรดซัลฟิวริก  มีสูตรโมเลกุลเป็น  H₂SO₄   หมายความว่า กรดซัลฟิวริก  1  โมเลกุลประกอบด้วย
 ธาตุ  H ,  S  และ  O โดยมีอัตราส่วนอย่างต่ำของจำนวนอะตอม  H  :  S  : O =  2 : 1 : 4
 น้ำตาลกลูโคส  มีสูตรโมเลกุลเป็น  C₆H₁₂O₆   หมายความว่า   น้ำตาลกลูโคส  1  โมเลกุล      ประกอบด้วย
 ธาตุ  C ,  H  และ  O โดยมีอัตราส่วนอย่างต่ำของจำนวนอะตอม  C  : H  : O  =  1  :  2  :  1
 เอทานอล  มีสูตรโมเลกุลเป็น  C₂H₆O   หมายความว่า  เอทานอล  1  โมเลกุล ประกอบด้วย
ธาตุ  C ,  H  และ  O โดยมีอัตราส่วนอย่างต่ำของจำนวนอะตอม C  :  H  :  O  =  2  :  6  :  1

ตัวอย่างของสูตรเอมพิริคัล ได้แก่
น้ำตาลกลูโคส   มีสูตรเอมพิริคัล         CH₂O
น้ำ                  มีสูตรเอมพิริคัล         H₂O
โพรพีน            มีสูตรเอมพิริคัล         CH₂
เบนซีน            มีสูตรเอมพิริคัล         CH

 สูตรโมเลกุลเป็นสูตรที่แสดงจำนวนอะตอมทั้งหมดใน  1  โมเลกุล  ในขณะที่สูตร
เอมพิริคัลแสดงอัตราส่วนอย่างต่ำของจำนวนอะตอมใน  1  โมเลกุล  จะเห็นได้ว่าถ้าหากทราบสูตรโมเลกุลจะทำให้ทราบสูตรเอมพิริคัล  เนื่องจากสูตรทั้งสองประเภทมีส่วนสัมพันธ์กันดังนี้
 สูตรโมเลกุล     =    (สูตรเอมพิริคัล) n   เมื่อ  n  คือเลขจำนวนเต็ม  =  1, 2, 3, 4…..
       
3.  สูตรโครงสร้าง (Structural  formular)   เป็นสูตรที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงให้ทราบว่าสารนั้น  1  โมเลกุล  ประกอบด้วย   ธาตุใดบ้างอย่างละกี่อะตอม และอะตอมใดเกาะเกี่ยวอยู่กับอะตอมใดด้วยพันธะชนิดใด

 ตัวอย่าง     O = C = O  เป็นสูตรโครงสร้างของคาร์บอนไดออกไซด์  (CO₂)  ซึ่งบอกให้ทราบว่าหนึ่งโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์   ประกอบด้วย C 1 อะตอม และ O 2  อะตอม  ระหว่าง  C  และ  O  ยึดเหนี่ยวกันด้วยพันธะโคเวเลนต์ชนิดพันธะคู่

สารประกอบเกิดขึ้นจากการแลกเปลี่ยนอนุภาคมูลฐานภายในอะตอม เพื่อให้อยู่ในสภาพที่เสถียรหรือสมดุล จึงเกิดเป็นโมเลกุลและสูตรสารเคมีต่างๆ ดังภาพ 

 การเกิดโมเลกุลของสารประกอบ

             สารประกอบชนิดหนึ่งๆ ที่เกิดขึ้นจะต้องมีอัตราส่วนของธาตุที่เป็นองค์ประกอบคงที่ จึงกลายเป็นสูตรเคมีที่ลงตัว เช่น
            น้ำ (H₂O) ประกอบด้วยธาตุไฮโดรเจน และออกซิเจน โดยมีอัตราส่วนโดยอะตอมของ  H : O = 2 : 1, มีอัตราส่วนโดยมวลของ  H : O = 1 : 8 และ มีอัตราส่วนโดยปริมาตรของ  H : O = 2 : 1
            คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ประกอบด้วยธาตุคาร์บอนและออกซิเจน โดยมีอัตราส่วนโดยอะตอมของ  C : O = 1 : 2 และ มีอัตราส่วนโดยมวลของ  C : O = 3 : 8 

             ดังนั้น สูตรเคมี คือ กลุ่มของสัญลักษณ์ธาตุที่เขียนขึ้นเพื่อแสดงจำนวนอะตอมของธาตุที่เป็นองค์ประกอบของสาร สูตรเคมีที่แสดงชนิดของธาตุและจำนวนอะตอมที่เป็นองค์ประกอบใน 1 โมเลกุล เรียกว่า "สูตรโมเลกุล" ดังตัวอย่างสูตรโมเลกุลของสารประกอบต่อไปนี้ ตัวอย่างสูตรโมเลกุลของสารประกอบ

ชื่อสามัญ	ชื่อทางเคมี	สูตรเคมี	องค์ประกอบ
น้ำ	ไฮโดรเจนไดออกไซด์	H2O	ธาตุ H = 2 อะตอม และ O = 1 อะตอม
โซดาไฟ	โซเดียมไฮดรอกไซด์	NaOH	ธาตุ Na = 1 อะตอม, O = 1 และ H = 1 อะตอม
ผงฟู	โซเดียมไบคาร์บอเนต	NaHCO3	ธาตุ Na = 1 อะตอม, H = 1อะตอม, C = 1 อะตอม และ O = 3อะตอม
กรดเกลือ	ไฮโดรคลอริก	HCl	ธาตุ H = 1 อะตอม และ Cl =1 อะตอม
กรดกำมะถัน	ซัลฟิวริก	H2SO4	ธาตุ H = 2 อะตอม, S = 1 อะตอมและ O = 4 อะตอม
ปูนขาว (ปูนดิบ)	แคลเซียมออกไซด์	CaO	ธาตุ Ca = 1 อะตอม และ O = 1 อะตอม
หินปูน	แคลเซียมคาร์บอเนต	CaCO3	ธาตุ Ca = 1 อะตอม, C = 1อะตอม และ O = 3 อะตอม
ดินประสิว	โพแทสเซียมไนเตรต	KNO3	ธาตุ K = 1 อะตอม, N = 1 อะตอม และ O = 3 อะตอม
ด่างทับทิม	โพแทสเซียมเปอร์- แมงกาเนต	KMnO4	ธาตุ K = 1 อะตอม, Mn = 1อะตอม และ O = 4 อะตอม