Guide des formules et équations chimiques

Les formules chimiques

Une formule chimique exprime la composition d'une substance, à la fois qualitativement et quantitativement. Par la formule est exprimé non seulement le genre d'éléments qui forment la substance, mais aussi les proportions dans lesquelles ces éléments (atomes) entrent dans la composition. Selon les informations qu'elles fournissent, on distingue la formule empirique, la formule moléculaire et la formule structurelle.

La formule empirique

La formule empirique donne des informations qualitatives, mais la quantité n'est que relative ; elle exprime le genre d'éléments qui constituent la substance, en utilisant le symbole de chacun d'eux, et les proportions relatives dans lesquelles les atomes de ces éléments se sont combinés.

La formule moléculaire

La formule moléculaire indique le nombre exact d'atomes de chaque élément dans une molécule de la substance dont il est traité. Les formules les plus simples sont les binaires et les composés moléculaires.

La formule structurelle

La formule développée (ou structurelle) exprime la distribution des atomes dans la molécule, ainsi que le type de liaison entre les atomes. Ces formules sont utilisées pour représenter des composés organiques.

Détermination des formules empiriques et moléculaires

La formule empirique d'un composé est déterminée à partir des analyses quantitatives relatives. Connaissant la masse de chaque élément dans l'échantillon du composé testé, on calcule :

• Le nombre de moles de chaque élément dans l'échantillon.
• La proportion dans laquelle ils se trouvent, résultat du calcul précédent, par référence à l'élément ayant le plus petit nombre de moles.
• Les résultats sont exprimés par de petits nombres entiers qui figurent dans la formule comme les indices de l'élément correspondant.

Les équations chimiques

Les réactions chimiques sont représentées par les équations chimiques. Une équation chimique est une expression dans laquelle sont consignées toutes les substances impliquées dans une réaction particulière, tant qualitativement que quantitativement.

Loi de conservation de la masse

Les équations chimiques sont basées sur la loi de conservation de la masse. Cette loi stipule que, dans toute réaction chimique, la somme des masses des réactifs est égale à la somme des masses des produits de la réaction. Dalton s'est basé sur cette loi pour développer sa théorie atomique et la masse atomique attribuée à chaque élément chimique, fondée sur la comparaison des masses des différents éléments associés à un autre utilisé comme modèle.

Les chimistes ont commencé à utiliser des équations chimiques pour exprimer des réactions non seulement chimiques, mais aussi comme un outil pour réaliser des calculs de masse et des proportions des réactifs et des produits. Les équations chimiques sont de vraies équations : pour qu'une équation chimique soit correcte, elle doit contenir le même nombre d'atomes de chaque classe dans un membre comme dans l'autre. Parfois, cela nécessite l'introduction de coefficients (équilibrage de la réaction).

Quand il s'agit de substances moléculaires, chaque coefficient peut correspondre au nombre de molécules de cette substance qui sont impliquées dans la réaction. Il n'est pas toujours possible d'interpréter les coefficients d'une équation chimique uniquement comme le nombre de molécules impliquées ; le coefficient qui précède un réactif ou un produit dans une équation représente non seulement le nombre de molécules, mais aussi le nombre de moles de la substance à laquelle il est joint.