Ce este un indicativ într-o formulă chimică?

Formulele chimice de bază utilizează în mare parte simboluri chimice și numere de indice. Molecula comună de apă, de exemplu, conține doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen și este scrisă ca H2O, cu cei doi în indice. Cu toate acestea, această configurație de bază nu spune întotdeauna întreaga poveste. Uneori, formulele chimice au nevoie de numere și simboluri supercript pentru a oferi informații despre greutatea și sarcina atomilor implicați într-o reacție chimică.

Chimistul suedez Jons Jakob Berzelius la începutul secolului al XIX-lea a creat sistemul modern de scriere a formulelor chimice. Sub supravegherea sa la Academia Regală de Științe din Suedia, studenții au descoperit mai multe elemente noi, inclusiv vanadiu și litiu, iar Berzelius însuși a descoperit mai multe elemente și a determinat greutatea moleculară a aproape tuturor elementelor cunoscute la timp. Pentru a simplifica formulele cu atâtea elemente, Berzelius a creat simbolurile cu una și două litere pentru a reprezenta elemente. La acea vreme, numărul fiecărui element dintr-o moleculă era indicat prin supercript. Astăzi, numerele de indice indică proporțiile elementelor.

Numerele cu indicatoare superioare definesc acum izotopii în formulele chimice. Izotopii sunt soiuri ale aceluiași element chimic care au mase diferite. Numărul de protoni, particula subatomică încărcată pozitiv, determină identitatea unui element. Cu toate acestea, elementele pot avea un număr diferit de neutroni, particula subatomică încărcată neutru și își pot păstra identitatea elementară. Formulele chimice folosesc un număr de supercript înainte de simbolul elementului pentru a indica masa izotopului.

Uraniul, de exemplu, poate avea 141 până la 146 de neutroni, deși mai mult de 99% din uraniu în natură conține 146 de neutroni. Cu 146 de neutroni, greutatea atomică a uraniului este de 238 unități de masă atomică, deci un supercript 238 înaintea simbolului uraniului, U, indică acel izotop. Izotopul cu 143 de neutroni, utilizat în energia nucleară și armament, este indicat cu un supercript 235, pentru a indica greutatea sa atomică de 235. Formulele pentru multe reacții chimice standard nu folosesc numere de superindice pentru izotopi atunci când elementele au masa atomică comună, deși nu ar fi incorect să indicăm asta în supercript.

Formulele chimice ar putea folosi, de asemenea, un supercript după un simbol chimic pentru a identifica ionii. Ionii sunt atomi sau molecule care nu au un număr egal de protoni și electroni, particula subatomică încărcată negativ. Acest lucru creează un atom sau o moleculă care este fie încărcată negativ, un anion, fie încărcată pozitiv, un cation. Un semn plus sau minus în supercript după simbolul chimic arată această taxă. Un număr înainte de semnul plus sau minus indică nivelul taxei. De exemplu, un supercript 3+ indică faptul că ionul are trei protoni mai mulți decât electroni.

De exemplu, elementul cupru poate exista lipsind unul sau doi electroni. Atunci când lipsește un electron, ionul de cupru este indicat cu un singur superindice plus semnul său simbol, Cu. Când lipsesc doi electroni, ionul, numit cupric, are simbolul Cu urmat de +2 în supercript. Dacă o moleculă există ca izotop, formula chimică indică acest lucru prin plasarea formulei moleculare complete între paranteze urmată de un supercript care arată sarcina.