ตัวยกในสูตรเคมีคืออะไร?

สูตรเคมีพื้นฐานส่วนใหญ่ใช้สัญลักษณ์ทางเคมีและเลขตัวห้อย โมเลกุลของน้ำทั่วไป เช่น ประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอม และออกซิเจน 1 อะตอม และเขียนเป็น H2O โดยมี 2 อะตอมอยู่ในตัวห้อย อย่างไรก็ตาม การตั้งค่าพื้นฐานนี้ไม่ได้บอกเล่าเรื่องราวทั้งหมดเสมอไป ในบางครั้ง สูตรทางเคมีต้องใช้ตัวเลขและสัญลักษณ์ตัวยกเพื่อให้ข้อมูลเกี่ยวกับน้ำหนักและประจุของอะตอมที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเคมี

นักเคมีชาวสวีเดน Jons Jakob Berzelius ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ได้สร้างระบบที่ทันสมัยสำหรับการเขียนสูตรเคมี ภายใต้การดูแลของเขาที่ Royal Swedish Academy of Science นักเรียนได้ค้นพบองค์ประกอบใหม่หลายอย่าง รวมทั้งวาเนเดียมและ ลิเธียมและเบอร์ซีลิอุสเองได้ค้นพบองค์ประกอบหลายอย่างและกำหนดน้ำหนักโมเลกุลขององค์ประกอบที่รู้จักเกือบทั้งหมด เวลา. เพื่อลดความซับซ้อนของสูตรที่มีองค์ประกอบมากมาย Berzelius ได้สร้างสัญลักษณ์หนึ่งและสองตัวอักษรเพื่อแสดงองค์ประกอบ ในขณะนั้น จำนวนของแต่ละองค์ประกอบในโมเลกุลถูกระบุด้วยตัวยก วันนี้ ตัวเลขตัวห้อยแสดงสัดส่วนขององค์ประกอบ

ตอนนี้ตัวเลขตัวยกกำหนดไอโซโทปในสูตรเคมี ไอโซโทปเป็นองค์ประกอบทางเคมีชนิดเดียวกันที่มีมวลต่างกัน จำนวนของโปรตอน ซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีประจุบวก เป็นตัวกำหนดเอกลักษณ์ของธาตุ อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบสามารถมีจำนวนนิวตรอนที่แตกต่างกัน อนุภาคย่อยของอะตอมที่มีประจุเป็นกลาง และยังคงเอกลักษณ์ของธาตุไว้ สูตรทางเคมีใช้ตัวเลขตัวยกก่อนสัญลักษณ์ของธาตุเพื่อระบุมวลของไอโซโทป

ตัวอย่างเช่น ยูเรเนียมสามารถมี 141 ถึง 146 นิวตรอน แม้ว่ายูเรเนียมในธรรมชาติมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์จะมี 146 นิวตรอน ด้วย 146 นิวตรอน น้ำหนักอะตอมของยูเรเนียมคือ 238 หน่วยมวลอะตอม ดังนั้นตัวยก 238 ก่อนสัญลักษณ์ U ของยูเรเนียมจึงระบุว่าไอโซโทปนั้น ไอโซโทปที่มี 143 นิวตรอน ที่ใช้ในพลังงานนิวเคลียร์และอาวุธ ระบุด้วยตัวยก 235 เพื่อระบุน้ำหนักอะตอมที่ 235 สูตรสำหรับปฏิกิริยาเคมีมาตรฐานจำนวนมากไม่ใช้ตัวเลขตัวยกสำหรับไอโซโทปเมื่อ ธาตุมีมวลอะตอมร่วม แม้ว่าจะไม่ผิดหากจะระบุใน ตัวยก

สูตรทางเคมีอาจใช้ตัวยกหลังสัญลักษณ์ทางเคมีเพื่อระบุไอออน ไอออนคืออะตอมหรือโมเลกุลที่มีโปรตอนและอิเล็กตรอนไม่เท่ากัน ซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่มีประจุลบ สิ่งนี้สร้างอะตอมหรือโมเลกุลที่มีประจุลบ ประจุลบ หรือประจุบวกเป็นไอออนบวก เครื่องหมายบวกหรือลบในตัวยกหลังจากสัญลักษณ์เคมีแสดงค่าใช้จ่ายนี้ ตัวเลขที่อยู่หน้าเครื่องหมายบวกหรือลบแสดงถึงระดับของการชาร์จ ตัวอย่างเช่น ตัวยก 3+ บ่งชี้ว่าไอออนมีโปรตอนมากกว่าอิเล็กตรอนสามตัว

ตัวอย่างเช่น ธาตุทองแดงสามารถมีอยู่ได้หนึ่งหรือสองอิเล็กตรอนที่ขาดหายไป เมื่อมันขาดอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ไอออนของทองแดงจะถูกระบุด้วยตัวยกตัวเดียวบวกเครื่องหมายตาม สัญลักษณ์ Cu เมื่อขาดอิเล็กตรอน 2 ตัว ไอออนที่เรียกว่าคิวปริกจะมีสัญลักษณ์ Cu ตามด้วย +2 in ตัวยก หากมีโมเลกุลเป็นไอโซโทป สูตรทางเคมีจะระบุสิ่งนี้โดยการวางสูตรโมเลกุลแบบเต็มในวงเล็บตามด้วยตัวยกที่แสดงประจุ