ما هو مرتفع في الصيغة الكيميائية؟

تستخدم الصيغ الكيميائية الأساسية في الغالب الرموز الكيميائية والأرقام السفلية. يحتوي جزيء الماء الشائع ، على سبيل المثال ، على ذرتين من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة ويتم كتابته كـ H2O ، مع وجود الاثنين في خط منخفض. ومع ذلك ، فإن هذا الإعداد الأساسي لا يروي القصة بأكملها دائمًا. في بعض الأحيان ، تحتاج الصيغ الكيميائية إلى أرقام ورموز مرتفعة لإعطاء معلومات حول وزن وشحنة الذرات المشاركة في تفاعل كيميائي.

ابتكر الكيميائي السويدي جونس جاكوب برزيليوس في أوائل القرن التاسع عشر النظام الحديث لكتابة الصيغ الكيميائية. تحت إشرافه في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ، اكتشف الطلاب عدة عناصر جديدة ، بما في ذلك الفاناديوم و اكتشف الليثيوم ، و Berzelius نفسه عدة عناصر وحدد الوزن الجزيئي لجميع العناصر المعروفة تقريبًا في زمن. لتبسيط الصيغ باستخدام العديد من العناصر ، أنشأ Berzelius الرموز المكونة من حرف واحد وحرفين لتمثيل العناصر. في ذلك الوقت ، تمت الإشارة إلى عدد كل عنصر في الجزيء بخط مرتفع. اليوم ، تُظهر الأرقام المنخفضة نسب العناصر.

تحدد الأرقام الفائقة الآن النظائر في الصيغ الكيميائية. النظائر هي أنواع مختلفة من نفس العنصر الكيميائي ولها كتل مختلفة. يحدد عدد البروتونات ، الجسيم دون الذري موجب الشحنة ، هوية العنصر. ومع ذلك ، يمكن أن تحتوي العناصر على أعداد مختلفة من النيوترونات ، والجسيمات دون الذرية ذات الشحنة المحايدة ، ولا تزال تحافظ على هويتها العنصرية. تستخدم الصيغ الكيميائية رقمًا مرتفعًا قبل رمز العنصر للإشارة إلى كتلة النظير.

يمكن لليورانيوم ، على سبيل المثال ، أن يحتوي على 141 إلى 146 نيوترونًا ، على الرغم من أن أكثر من 99 في المائة من اليورانيوم في الطبيعة يحتوي على 146 نيوترونًا. مع 146 نيوترونًا ، فإن الوزن الذري لليورانيوم هو 238 وحدة كتلة ذرية ، لذا فإن الحرف المرتفع 238 قبل رمز اليورانيوم ، U ، يشير إلى هذا النظير. يُشار إلى النظير الذي يحتوي على 143 نيوترونًا ، والمستخدم في الطاقة النووية والأسلحة ، برمز مرتفع 235 ، للإشارة إلى وزنه الذري البالغ 235. لا تستخدم الصيغ الخاصة بالعديد من التفاعلات الكيميائية القياسية أرقامًا مرتفعة للنظائر عندما يكون العناصر لها الكتلة الذرية المشتركة ، على الرغم من أنه لن يكون من الخطأ الإشارة إلى ذلك في مرتفع.

قد تستخدم الصيغ الكيميائية أيضًا نصًا مرتفعًا بعد رمز كيميائي لتحديد الأيونات. الأيونات هي ذرات أو جزيئات لا تحتوي على عدد متساوٍ من البروتونات والإلكترونات ، وهي الجسيمات دون الذرية سالبة الشحنة. هذا يخلق ذرة أو جزيء إما سالب الشحنة ، أنيون ، أو موجب الشحنة ، كاتيون. تُظهر علامة زائد أو ناقص أعلى بعد الرمز الكيميائي هذه الشحنة. يشير الرقم الموجود قبل علامة زائد أو ناقص إلى مستوى الشحن. على سبيل المثال ، يشير الرمز المرتفع 3+ إلى أن الأيون يحتوي على ثلاثة بروتونات أكثر من الإلكترونات.

على سبيل المثال ، يمكن أن يوجد عنصر النحاس في عداد المفقودين إلكترونًا واحدًا أو إلكترونين. عندما ينقصه إلكترون واحد ، يشار إلى أيون النحاس بعلامة زائد واحدة تليها رمز النحاس. عندما ينقص إلكترونان ، فإن الأيون المسمى النحاسي له الرمز Cu متبوعًا بـ +2 بوصة مرتفع. إذا كان الجزيء موجودًا كنظير ، فإن الصيغة الكيميائية تشير إلى ذلك بوضع الصيغة الجزيئية الكاملة بين قوسين متبوعًا بالنص العلوي الذي يوضح الشحنة.