Calculadora de formula molecular

La fórmula y el peso molecular responden a dos preguntas distintas, y este sitio calcula los dos a partir de la misma tabla de residuos. La fórmula pregunta cuántos átomos hay, que es un recuento de números enteros donde no hay nada que aproximar. El peso molecular pregunta cuánto pesa esa colección, que es una suma ponderada sobre valores tabulados. Ninguno se deriva del otro, así que cuando coinciden se corroboran y cuando discrepan se ha localizado una falta en lugar de tener un mismo cálculo escrito con otra notación. Ninguna de las dos vías pasa por la otra, y esa es precisamente la propiedad que hace que el par valga la pena.

Por eso también una fórmula es la respuesta correcta a unas preguntas y es inútil para otras. El análisis elemental mide carbono, hidrógeno, nitrógeno y azufre por combustión y compara los porcentajes medidos con los porcentajes teóricos calculados a partir de una fórmula, así que la fórmula es un dato de entrada de esa comparación y no un resultado secundario. Un diseño de marcaje isotópico necesita saber cuántos átomos de nitrógeno hay disponibles para marcar. Una masa no puede aportar ninguna de las dos cosas, ni se puede obtener de ellas, porque muchas fórmulas distintas comparten una masa hasta la precisión que resuelve cualquier balanza.

En la práctica la distinción se pierde con facilidad, porque las dos respuestas se piden casi siempre juntas y cualquiera de las dos puede sustituir a la otra cuando hay prisa. La calculadora de masa a moles necesita una masa molar, y la masa molar viene de la tabla de residuos y no de la fórmula, así que un lector que ya ha hecho el recuento de átomos todavía tiene un paso pendiente. Hacer las dos vías y compararlas no es esfuerzo perdido, porque la comparación es lo que detecta un residuo mal escrito en una secuencia larga. Además, las dos respuestas se condicionan mutuamente en una dirección útil, ya que una fórmula cuya masa implícita queda lejos de la derivada no se puede salvar ajustando un dígito, mientras que una discrepancia pequeña en una cadena larga normalmente sí.

El orden de Hill pone el carbono primero, el hidrógeno segundo y todos los elementos restantes en orden alfabético de símbolo, lo que para un péptido significa nitrógeno, oxígeno y luego azufre. Parece tipografía, y lo es, pero es tipografía con una función: es una regla de ordenación, que hace que dos fórmulas sean comparables a simple vista. Escritas en orden de Hill, dos estructuras se pueden comparar elemento a elemento sin conocer ninguno de los dos nombres. Escritas en cualquier otro orden, el lector tiene que ordenar primero. El orden además hace fácil de detectar un elemento que se ha perdido, porque un hueco en la sucesión esperada de símbolos destaca de una forma en que un subíndice mal contado no destaca.

Los cinco elementos que se imprimen aquí son los cinco que pueden aportar los veinte residuos estándar, así que una fórmula de péptido producida por esta página solo puede contener carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y azufre. Un recuento de cero se omite en lugar de imprimirse, y un recuento de uno se escribe como un símbolo solo, sin subíndice. La consecuencia útil es que una fórmula sin azufre es una afirmación sobre la secuencia y no una omisión: significa que la cadena no contiene ni cisteína ni metionina. La misma lógica se aplica a los otros cuatro recuentos, cada uno de los cuales queda fijado por los residuos realmente presentes y no puede variarse con independencia de ellos.

Leer una fórmula por lo que deja fuera es más fácil cuando se conocen las aportaciones por residuo. La calculadora de composición de aminoácidos cuenta residuos por tipo, que es una pregunta distinta de contar átomos, y la calculadora de longitud del péptido devuelve el recuento de residuos del que depende la aritmética del agua. Cuando una fórmula y un recuento de residuos discrepan sobre la misma secuencia, la falta está en la secuencia y no en ninguno de los dos cálculos. Los dos recuentos salen de la misma cadena escrita que produjo la fórmula, así que una discrepancia es una señal para releerla y no un motivo para dudar de la aritmética.

El uso más sólido de una fórmula molecular es como reconstrucción independiente de la masa, porque la aritmética va en el sentido contrario. Tómense cinco residuos de alanina. Cinco alaninas libres son C15H35N5O10, y los cuatro enlaces entre ellas eliminan cuatro aguas, lo que da C15H27N5O6. Multiplicando esos recuentos por los pesos atómicos medios estándar, 180.165 para el carbono, 27.214 para el hidrógeno, 70.034 para el nitrógeno y 95.996 para el oxígeno, se suma hasta 373.409. La vía de los residuos da 373.40928, la misma cifra hasta el límite de lo que ambas vías pueden sostener. Nada de esa reconstrucción se tomó de la tabla de residuos, que es justo la razón para ejecutarla.

Cuando las dos reconstrucciones discrepan, el lado de la fórmula suele ser el más informativo, porque nombra qué elemento queda sin explicar. Una fórmula un oxígeno y dos hidrógenos más pesada de lo que implica la masa apunta a otro orden de enlaces o a una modificación no declarada, y no a una errata en una tabla. La calculadora de peso molecular medio ejecuta la vía de los residuos y la calculadora de masa monoisotópica ejecuta la misma vía en la otra convención isotópica, así que una discrepancia entre una fórmula y una masa reduce la falta a la secuencia o a un trozo de química no modelado.

Varias cosas que lleva el material real nunca aparecen en una fórmula derivada de una secuencia. Un enlace disulfuro entre dos cisteínas elimina dos átomos de hidrógeno, que son 2.016 Da en la convención media y 2.01565 en la monoisotópica, y nada en este cálculo los elimina. También faltan el disolvente ligado, un contraión trifluoroacetato y cualquier excipiente de un vial liofilizado. Ninguna de esas cosas es un error en la aritmética; son hechos que la secuencia no codifica. Una cadena que por casualidad contiene dos cisteínas no dice si están unidas, así que la misma secuencia produce dos fórmulas y dos masas según algo que la propia fórmula no tiene forma de expresar.

El estado terminal es la otra omisión, y sorprende a la gente más a menudo de lo que sorprende el contraión. Un extremo N ciclizado y un extremo C amidado cambian los dos los recuentos de átomos, no solo la masa, así que una fórmula calculada a partir de una secuencia desnuda deja de coincidir en cuanto uno de los dos extremos está tapado. La calculadora de masa de modificación lleva los desplazamientos de masa de las modificaciones habituales dentro de la cadena, y la calculadora de verificación de peso molecular es la forma de averiguar si la diferencia que se persigue es química o un error, y la suma que está detrás de todo el ejercicio está desarrollada en la guía sobre peso molecular y cálculos con péptidos .