რა არის ზედწერილი ქიმიურ ფორმულაში?

ძირითადი ქიმიური ფორმულები ძირითადად იყენებენ ქიმიურ სიმბოლოებსა და გამომწერ რიცხვებს. მაგალითად, წყლის საერთო მოლეკულა შეიცავს წყალბადის ორ ატომს და ჟანგბადის ერთ ატომს და დაწერილია H2O, ხოლო ორი ამ ხელმოწერით. ეს ძირითადი კონფიგურაცია ყოველთვის არ მოგვითხრობს მთელ ამბავზე. ზოგჯერ ქიმიურ ფორმულებს სჭირდებათ ზედწერილი რიცხვები და სიმბოლოები, რათა მიეცეთ ინფორმაცია ქიმიურ რეაქციაში მონაწილე ატომების წონისა და მუხტის შესახებ.

შვედმა ქიმიკოსმა ჯონს იაკობ ბერზელიუსმა მე -19 საუკუნის დასაწყისში შექმნა ქიმიური ფორმულების დაწერის თანამედროვე სისტემა. შვედეთის სამეფო სამეცნიერო აკადემიაში მისი მეთვალყურეობის ქვეშ, სტუდენტებმა აღმოაჩინეს რამდენიმე ახალი ელემენტი, მათ შორის ვანადიუმი და ლითიუმი და თავად ბერზელიუსმა აღმოაჩინა რამდენიმე ელემენტი და განსაზღვრა თითქმის ყველა ცნობილი ელემენტის მოლეკულური წონა დრო ამდენი ელემენტის ფორმულების გამარტივების მიზნით, ბერზელიუსმა შექმნა ერთი და ორი ასო სიმბოლოები, რომლებიც წარმოადგენს ელემენტებს. იმ დროს, მოლეკულის თითოეული ელემენტის რაოდენობა მითითებული იყო ზედწერილით. დღეს, ხელმოწერის ნომრები აჩვენებს ელემენტების პროპორციებს.

ზედწერილი რიცხვები ახლა განსაზღვრავს იზოტოპებს ქიმიურ ფორმულებში. იზოტოპები იგივე ქიმიური ელემენტის ჯიშებია, რომლებსაც სხვადასხვა მასა აქვთ. პროტონის რაოდენობა, დადებითად დამუხტული სუბატომური ნაწილაკი, განსაზღვრავს ელემენტის იდენტურობას. ამასთან, ელემენტებს შეიძლება ჰქონდეთ ნეიტრონების სხვადასხვა რაოდენობა, ნეიტრალურად დამუხტული სუბატომური ნაწილაკი და მაინც შეინარჩუნონ თავიანთი ელემენტარული იდენტურობა. ქიმიური ფორმულები იყენებენ ზედწერილ რიცხვს ელემენტის სიმბოლომდე, იზოტოპის მასის აღსადგენად.

მაგალითად, ურანს შეიძლება ჰქონდეს 141-დან 146 ნეიტრონი, თუმცა ბუნებაში ურანის 99 პროცენტზე მეტი შეიცავს 146 ნეიტრონს. 146 ნეიტრონით, ურანის ატომური წონა არის 238 ატომური მასის ერთეული, ამიტომ ზედწერილი 238 ურანის სიმბოლომდე U, მიუთითებს ამ იზოტოპზე. იზოტოპი 143 ნეიტრონით, რომელიც გამოიყენება ბირთვულ ენერგიასა და შეიარაღებაში, მითითებულია ზედწერილით 235, ატომური წონის 235 მითითებით. მრავალი სტანდარტული ქიმიური რეაქციის ფორმულები არ იყენებს ზედწერილ ციფრებს იზოტოპებისთვის ელემენტებს აქვთ საერთო ატომური მასა, თუმცა არასწორი არ იქნებოდა მითითებულიყო რომ ზედწერილი.

ქიმიური ფორმულები ასევე შეიძლება გამოიყენონ ზედწერილი ქიმიური სიმბოლოს შემდეგ იონების დასადგენად. იონები არის ატომები ან მოლეკულები, რომლებსაც არ აქვთ პროტონისა და ელექტრონის თანაბარი რაოდენობა, უარყოფითად დამუხტული ქვე-ატომური ნაწილაკი. ეს ქმნის ატომს ან მოლეკულას, რომელიც ან უარყოფითად არის დამუხტული, ანიონი, ან დადებითად დამუხტული კათიონი. ქიმიური სიმბოლოს შემდეგ ზედ ანბანის პლუს ან მინუს ნიშანი აჩვენებს ამ მუხტს. პლუს-მინუს ნიშნის წინ მითითებული რიცხვი მიუთითებს დატენვის დონეზე. მაგალითად, ზედწერილი 3+ მიუთითებს, რომ იონს კიდევ სამი პროტონი აქვს, ვიდრე ელექტრონებს.

მაგალითად, სპილენძის ელემენტს შეიძლება ჰქონდეს დაკარგული ერთი ან ორი ელექტრონი. როდესაც მას ერთი ელექტრონი აკლია, სპილენძის იონი მიეთითება ერთი ზედწერილის პლუს ნიშნით, რომელსაც მისდევს სიმბოლო, Cu. როდესაც ორი ელექტრონი აკლია, იონს, რომელსაც კუპრიკას უწოდებენ, აქვს სიმბოლო Cu, რომელსაც მოსდევს +2 შემოსული ზედწერილი. თუ მოლეკულა იზოტოპის სახით არსებობს, ქიმიური ფორმულა ამაზე მიუთითებს ფრჩხილებში სრული მოლეკულური ფორმულის განთავსებით, რომელსაც თან ახლავს მუხტი, რომელიც აჩვენებს მუხტს.