Comment écrire une formule de composé chimique

Les formules de composés chimiques fournissent une communication abrégée pour la structure des molécules et des composés. Lire et écrire la formule chimique des composés nécessite juste un peu de compréhension du langage de la chimie.

La science dépend de la précision du langage pour communiquer efficacement. Les définitions suivantes vous aideront à apprendre à écrire la formule chimique de différents composés.

Les atomes sont les plus petites particules d'un élément. Les atomes ne peuvent pas être décomposés davantage et conservent toujours les caractéristiques uniques de l'élément. Les atomes ont trois sous-particules principales: les protons (particules positives) et les neutrons (particules sans aucune charge) forment le noyau ou le centre de l'atome, et les électrons (qui ont des charges négatives) se déplacent autour du noyau. Ces minuscules électrons jouent un rôle essentiel dans la formation de composés.

Les éléments ne contiennent qu'un seul type d'atome. Les éléments peuvent être des métaux, des non-métaux ou des semi-métaux.

Les composés se forment lorsque les atomes se combinent chimiquement. Lorsque les métaux se combinent (réagissent) avec des non-métaux, des composés ioniques se forment généralement. Lorsque des non-métaux se combinent, des composés covalents se forment généralement.

Les molécules sont la plus petite partie d'un composé qui a les propriétés du composé. Les molécules n'ont pas de charge, ce qui signifie que les positifs et les négatifs s'annulent.

Les ions se forment lorsqu'un atome ou un groupe d'atomes gagne ou perd un ou plusieurs électrons, ce qui donne des particules chargées négativement ou positivement. Les ions positifs se forment lorsque des électrons sont perdus ou emportés. Des ions négatifs se forment lorsque des électrons sont ajoutés.

Une formule chimique représente la composition chimique d'une substance. Écrire des équations chimiques nécessite de comprendre le fonctionnement des formules chimiques.

Chaque élément a son propre symbole. Le tableau périodique des éléments montre les éléments et leurs symboles, qui sont généralement la première lettre ou les deux premières lettres du nom de l'élément. Quelques éléments, cependant, sont connus depuis si longtemps que leurs symboles dérivent de leurs noms latins ou grecs. Par exemple, le symbole du plomb, Pb, vient du mot latin à plomb.

Les symboles chimiques avec deux lettres ont toujours la première lettre en majuscule et la deuxième lettre écrite en minuscule. Ce format standard évite toute confusion. Par exemple, le symbole Bi représente le bismuth, élément 83. Si vous voyez BI, cela représente un composé fait de bore (B, élément 5) et d'iode (I, élément 53).

La position des nombres dans les formules chimiques fournit des informations spécifiques sur l'élément ou le composé.

Nombre d'atomes ou de molécules

Le nombre précédant un symbole d'élément ou une formule composée indique le nombre d'atomes ou de molécules. Si aucun nombre n'apparaît avant le symbole, il n'y a qu'un seul atome ou molécule. Par exemple, considérons la formule de la réaction chimique qui forme du dioxyde de carbone, C + 2O → CO₂. Le chiffre 2 précédant le symbole d'oxygène O montre qu'il y a deux atomes d'oxygène dans la réaction. L'absence d'un nombre précédant le symbole du carbone C et la formule composée CO₂ montre qu'il y a un atome de carbone et une molécule de dioxyde de carbone.

Signification des numéros d'indice

Les nombres en indice dans les formules chimiques représentent le nombre d'atomes ou de molécules précédant immédiatement l'indice. Si aucun indice ne suit le symbole chimique, un seul élément ou composé apparaît dans la molécule. Dans l'exemple du dioxyde de carbone, le CO₂, l'indice 2 suivant le symbole de l'oxygène O indique qu'il y a deux atomes d'oxygène dans le composé CO₂, et aucun indice suivant le symbole C ne dit qu'un seul atome de carbone se trouve dans la molécule. Des molécules plus complexes comme l'ion nitrate NO₃ sera mis entre parenthèses s'il y en a plusieurs dans la formule et l'indice sera placé en dehors de la parenthèse fermante. Par exemple, le nitrate de magnésium composé s'écrit Mg (NO₃)₂. Dans cet exemple, le composé a un atome de magnésium et deux molécules de nitrate.

Signification des nombres et des signes en exposant

Les nombres et les signes en exposant représentent les charges des ions. Les ions peuvent être des atomes individuels ou polyatomiques. La plupart des ions polyatomiques ont des charges négatives. Les charges négatives se produisent lorsque le nombre d'électrons est supérieur au nombre de protons. Les charges positives se produisent lorsque le nombre de protons dépasse le nombre d'électrons.

Dans l'exemple du nitrate de magnésium, la formule de la réaction chimique est:

mg²⁺ + 2(NON₃)^- → mg (NON₃)₂

L'exposant 2+ (qui peut également être écrit +2 ou ++) montre que l'ion magnésium a deux charges positives supplémentaires tandis que l'exposant - montre que l'ion nitrate NO₃ a une charge négative. Puisque la molécule finale doit être neutre, les positifs et les négatifs doivent s'annuler pour s'additionner à zéro. Ainsi, un ion magnésium positif avec sa charge 2+ se combine avec deux ions nitrate négatifs, avec une charge négative chacun, pour former la molécule neutre de nitrate de magnésium:

2 + 2(-1) = 2 - 2 = 0

Nombres et préfixes chimiques

De nombreuses formules utilisent des préfixes latins et grecs pour identifier le nombre d'atomes ou d'ions dans le composé. Les préfixes courants incluent mono (un ou simple), bi ou di (deux ou double), tri (trois), tétra (quatre), penta (cinq), hexa (six) et hepta (sept). Par exemple, le monoxyde de carbone a un atome de carbone et un atome d'oxygène tandis que le dioxyde de carbone a un atome de carbone et deux atomes d'oxygène. Les formules chimiques sont CO et CO₂, respectivement.

Lorsqu'on nomme des produits chimiques, des termes spéciaux et des abréviations sont courants. Le cation ou l'ion positif utilise le nom de l'élément, avec un chiffre romain si l'élément a plus d'une charge possible. Si un seul élément forme l'anion ou l'ion négatif, le deuxième terme est le nom de l'élément "racine" avec la terminaison -ide, comme l'oxyde (oxygène+ide) ou le chlorure (chlore+ide). Si l'anion est polyatomique, le nom vient du nom de l'ion polyatomique. Ces noms doivent être mémorisés, mais certains ions polyatomiques courants incluent:

• hydroxyde (OH^-)
  
• carbonate (CO₃^-)
  
• phosphate (PO₄^3-)
  
• nitrate (NON₃^-)
  
• sulfate (SO₄^2-)

Utilisez les exemples suivants pour vous entraîner à écrire des formules chimiques. Bien que le nom indique généralement l'ordre des atomes ou des composés, comment savoir quel élément vient en premier dans une formule chimique? Lors de l'écriture d'une formule, l'atome ou l'ion positif vient en premier, suivi du nom de l'ion négatif.

Le nom chimique du sel de table commun est le chlorure de sodium. Le tableau périodique montre que le symbole du sodium est Na et le symbole du chlore est Cl. La formule chimique du chlorure de sodium est NaCl.

Le nom chimique d'un solvant de nettoyage à sec est le tétrachlorure de carbone. Le symbole du carbone est C. Tetra signifie quatre et le symbole du chlore est Cl. La formule chimique du tétrachlorure de carbone est CCl₄.

Le nom chimique du bicarbonate de soude est le bicarbonate de sodium. Le symbole du sodium est Na. Le préfixe bi- signifie deux ou double, et le carbonate fait référence à l'ion polyatomique CO₃. La formule chimique est donc Na (CO₃)₂.

Essayez d'écrire la formule d'un composé nommé heptachlorure de diazote. Di- signifie deux ou double, donc il y a deux atomes d'azote. Hepta- signifie sept, il y a donc sept atomes de chlorure (chlore). La formule doit alors être N₂Cl₇.

L'ammonium est l'un des rares ions polyatomiques chargés positivement. La formule de l'ion ammonium est NH₃⁺. Le composé hydroxyde d'ammonium a la formule NH₃OH. Bien qu'il puisse sembler logique de combiner des symboles pour que la formule se lise comme NH₄Oh, ce ne serait pas correct. Pour écrire correctement la formule chimique de cette molécule, les deux ions polyatomiques, l'ammonium et l'hydroxyde, sont représentés séparément dans la formule.

Les métaux de transition peuvent former différents ions. La charge sera indiquée dans le nom composé sous forme de chiffre romain. Par exemple, le composé CuF₂ sera écrit comme fluorure de cuivre (II), déterminé parce que la charge d'ion fluorure est toujours 1-, donc l'ion cuivre d'équilibrage doit avoir une charge 2+. En utilisant ce modèle, la formule du chlorure de fer (III) doit être FeCl₃ car le fer (III) a une charge de 3+. Sachant qu'un seul ion chlore a une charge négative, la molécule neutre doit avoir trois ions chlore négatifs pour équilibrer l'ion fer (III).

Cependant, des noms plus traditionnels et moins standardisés persistent en chimie. Par exemple, de nombreux rinçages au fluorure mentionnent le fluorure stanneux comme ingrédient. L'étain fait référence à l'étain (II), donc la formule chimique du fluorure d'étain est SnF₂. D'autres noms non standard couramment utilisés incluent ferrique [fer (III)], ferreux [fer (II)] et stannique [étain (IV)]. Le suffixe -ic fait référence à la forme avec une charge ionique plus élevée tandis que le suffixe -ous fait référence à la forme avec la charge ionique la plus faible.