formules chimiques de base utilisent principalement des symboles chimiques et les numéros en indice. La molécule d'eau courante, par exemple, contient deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène et est écrit comme H2O, avec les deux en indice. Cette configuration de base, cependant, ne dit pas toujours toute l'histoire. Parfois, des formules chimiques ont besoin d'exposants et de symboles pour donner des informations sur le poids et la charge des atomes impliqués dans une réaction chimique.
Histoire
chimiste suédois Jons Jakob Berzelius au début du 19ème siècle, a créé le système moderne pour écrire des formules chimiques. Sous sa supervision à l'Académie royale suédoise des sciences, les élèves ont découvert plusieurs nouveaux éléments, y compris le vanadium et le lithium, et Berzelius lui-même découvert plusieurs éléments et déterminé le poids moléculaire des éléments presque tous connus à l'époque. Pour simplifier les formules avec tant d'éléments, Berzelius a créé les symboles d'une ou deux lettres pour représenter des éléments. A l'époque, le nombre de chaque élément dans une molécule a été indiqué par l'exposant. Aujourd'hui, les chiffres montrent en indice les proportions des éléments.
isotopes
Les chiffres en exposant définissent maintenant les isotopes dans les formules chimiques. Les isotopes sont des variétés d'un même élément chimique qui ont des masses différentes. Le nombre de protons, la particule subatomique chargée positivement, détermine l'identité d'un élément. Les éléments, cependant, peuvent avoir un nombre différent de neutrons, la particule subatomique charge neutre, tout en conservant leur identité élémentaire. Les formules chimiques utilisent un certain nombre superscript avant le symbole de l'élément pour indiquer la masse de l'isotope.
Exemples
L'uranium, par exemple, peut avoir 141 à 146 neutrons, bien que plus de 99 pour cent de l'uranium dans la nature contient 146 neutrons. Avec 146 neutrons, le poids atomique de l'uranium est de 238 unités de masse atomique, donc un indice supérieur 238 avant que le symbole de l'uranium, U, indique que l'isotope. L'isotope avec 143 neutrons, utilisé dans les centrales nucléaires et des armes, est indiquée par un exposant 235, pour indiquer son poids atomique de 235. Formules pour de nombreuses réactions chimiques standard ne pas utiliser les chiffres en exposant pour les isotopes lorsque les éléments ont la masse atomique commune, mais il ne serait pas inexact d'indiquer que, dans superscript.
ions
Les formules chimiques peuvent également utiliser superscript après un symbole chimique pour identifier les ions. Les ions sont des atomes ou des molécules qui ne disposent pas d'un nombre égal de protons et d'électrons, la particule subatomique chargée négativement. Cela crée un atome ou une molécule qui est soit chargée négativement, un anion, ou chargé positivement, un cation. Un signe plus ou moins en exposant après le symbole chimique montre cette charge. Un certain nombre avant avant que le signe plus ou moins indique le niveau de la charge. Par exemple, un indice supérieur 3+ indique l'ion a plus de trois protons que des électrons.
Exemples
A titre d'exemple, le cuivre peut exister d'élément manquant un ou deux électrons. Quand il manque un électron, l'ion cuivre est indiqué par un seul signe plus superscript suivant son symbole, Cu. Lorsque deux électrons sont manquants, l'ion, appelé cuivrique, a le symbole Cu suivi de +2 en exposant. Si une molécule existe comme un isotope, la formule chimique indique en plaçant la formule moléculaire complète entre parenthèses, suivie par le superscript montrant la charge.