Les symboles chimiques et les équations de réaction
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• écrire les symboles de quelques atomes ;
• écrire et lire la formule chimique d'une molécule ;
• énoncer le principe de conservation de la matière ;
• écrire et équilibrer l'équation d'une réaction chimique simple.
Situation de départ
Sur un extincteur, on lit « CO2 » ; sur une bouteille d'acide, « H2SO4 » ; sur une boîte de médicament, des formules compliquées. Les chimistes du monde entier utilisent le même langage.
Que signifient ces écritures, et comment décrire une réaction chimique en une seule ligne ?
I. Le langage des chimistes
1. Les symboles des atomes
Chaque sorte d'atome est représentée par un symbole international :
- la première lettre de son nom, en majuscule : H (hydrogène), C (carbone), O (oxygène), S (soufre), F (fluor) ;
- si nécessaire, suivie d'une deuxième lettre en minuscule pour éviter les confusions : Al (aluminium), Cl (chlore), Ca (calcium), Cu (cuivre), Fe (fer) ;
- certains symboles viennent du latin : Na pour le sodium (natrium), N pour l'azote (nitrogenium), K pour le potassium.
Quelques symboles
| Atome | Symbole | Atome | Symbole |
|---|---|---|---|
| hydrogène | H | aluminium | Al |
| carbone | C | chlore | Cl |
| oxygène | O | fer | Fe |
| azote | N | cuivre | Cu |
| soufre | S | sodium | Na |
Attention à bien écrire la majuscule et la minuscule : Co (cobalt) n'est pas CO (monoxyde de carbone) !
2. Les formules des molécules
La formule d'une molécule indique la nature et le nombre de ses atomes : on écrit le symbole de chaque atome, suivi en indice du nombre d'atomes de ce type. L'indice 1 ne s'écrit pas.
Quelques formules
| Molécule | Composition | Formule |
|---|---|---|
| dioxygène | 2 atomes d'oxygène | O2 |
| ozone | 3 atomes d'oxygène | O3 |
| eau | 2 H et 1 O | H2O |
| dioxyde de carbone | 1 C et 2 O | CO2 |
| méthane | 1 C et 4 H | CH4 |
| éthane | 2 C et 6 H | C2H6 |
| butane | 4 C et 10 H | C4H10 |
| éthanol (alcool) | 2 C, 6 H et 1 O | C2H6O |
L'acide sulfurique H2SO4 contient 2 atomes d'hydrogène, 1 atome de soufre et 4 atomes d'oxygène.
Un corps pur simple a une formule avec un seul symbole (O2, H2, Cl2) ; un corps pur composé, avec plusieurs (H2O, CO2).
II. Les équations de réaction
1. La conservation de la matière
Expérience : on pose sur une balance un bécher de sulfate de cuivre et un bécher de soude : la balance indique 200,0 g. On mélange les deux solutions : un précipité bleu apparaît (réaction chimique). La balance indique toujours 200,0 g.
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