Comment lire une formule chimique ?

Symboles et indices

Chaque formule est construite à partir de symboles d’éléments. Chaque symbole commence par une majuscule, ce qui permet de voir où un élément finit et où le suivant commence : NaCl contient Na (sodium) et Cl (chlore).

Un indice est le petit nombre écrit juste après et en dessous d’un symbole. Il indique combien d’atomes de cet élément sont présents, et s’il n’y a pas d’indice, le nombre est 1. Dans CO₂, il y a 1 atome de carbone et 2 atomes d’oxygène. Dans le glucose, C₆H₁₂O₆, il y a 6 atomes de carbone, 12 atomes d’hydrogène et 6 atomes d’oxygène, soit 24 atomes au total.

Un indice ne concerne que le symbole placé juste devant lui. Dans H₂O, le 2 compte les atomes d’hydrogène, pas l’oxygène.

Les parenthèses

Certaines formules placent un groupe d’atomes entre parenthèses, généralement un ion polyatomique qui apparaît plusieurs fois. Un indice après la parenthèse fermante multiplie tous les atomes qu’elle contient.

L’hydroxyde de calcium, Ca(OH)₂, contient un atome de calcium et deux groupes OH. Multipliez chaque atome entre parenthèses par 2 : oxygène 1 × 2 = 2 et hydrogène 1 × 2 = 2. Ca(OH)₂ a donc 1 atome de calcium, 2 d’oxygène et 2 d’hydrogène, soit 5 atomes au total.

Essayez-en une plus grande : le sulfate d’aluminium, Al₂(SO₄)₃. Il y a 2 atomes d’aluminium. Entre parenthèses se trouvent 1 atome de soufre et 4 atomes d’oxygène, et le 3 à l’extérieur multiplie les deux, ce qui donne 3 atomes de soufre et 12 atomes d’oxygène. Cela fait 2 + 3 + 12 = 17 atomes.

Les coefficients

Dans les équations chimiques, vous verrez souvent un nombre de taille normale devant une formule, comme 3H₂O. C’est un coefficient. Il indique combien de molécules ou d’unités formulaires il y a, et il multiplie tous les atomes de la formule.

3H₂O signifie trois molécules d’eau. Chacune a 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène : il y a donc 3 × 2 = 6 atomes d’hydrogène et 3 × 1 = 3 atomes d’oxygène. Lorsqu’une formule a à la fois un coefficient et des parenthèses, multipliez par les deux : 2Ca(OH)₂ contient 2 atomes de calcium, 2 × 2 = 4 atomes d’oxygène et 4 atomes d’hydrogène.

Remarquez la différence entre 2O et O₂. 2O signifie deux atomes d’oxygène séparés, tandis que O₂ est une molécule formée de deux atomes d’oxygène liés.

Les hydrates et le point surélevé

Certains cristaux contiennent des molécules d’eau dans leur structure. Ces composés s’appellent des hydrates, et leurs formules utilisent un point surélevé pour indiquer l’eau associée. Le sulfate de cuivre(II) pentahydraté s’écrit CuSO₄·5H₂O, et le 5H₂O signifie qu’il y a cinq molécules d’eau pour chaque unité CuSO₄. Ici, le point ne signifie pas multiplier ; il signifie « associé à ».

Pour compter les atomes, additionnez les deux parties. CuSO₄ donne 1 atome de cuivre, 1 de soufre et 4 d’oxygène, et 5H₂O donne 10 atomes d’hydrogène et 5 d’oxygène. Au total, cela fait 1 Cu, 1 S, 9 O et 10 H, soit 21 atomes.

On peut même voir l’eau à l’œuvre. Ces cristaux sont d’un bleu vif, mais lorsqu’on les chauffe fortement, l’eau est chassée et il reste une poudre blanche de CuSO₄ anhydre (sans eau).

Une méthode pas à pas

Pour compter les atomes dans n’importe quelle formule, procédez dans l’ordre. D’abord, énumérez chaque élément par son symbole. Ensuite, lisez chaque indice, en comptant 1 là où il n’y en a pas. Troisièmement, multipliez les atomes entre parenthèses par le nombre qui suit. Quatrièmement, pour un hydrate, ajoutez les atomes de la partie après le point. Enfin, multipliez chaque compte par le coefficient placé devant, s’il y en a un.

Un dernier conseil : un petit nombre en exposant avec un signe + ou − est une charge, pas un nombre d’atomes. L’ion sulfate, SO₄²⁻, a 1 atome de soufre et 4 atomes d’oxygène, et l’ensemble du groupe porte une charge −2.