صيغة كيميائية

Al2(SO4)3
مثال عن صيغة كيميائية

الصيغة الكيميائية ويطلق عليها أيضًا الصيغة الجزيئية (بالإنجليزية: chemical formula ) هي طريقة موجزة للتعبير عن عدد الذرات ونوعها التي يتكون منها مركب كيميائي معين. وهي تعبر عن كل عنصر برمزه الكيميائي ، وتكتب بجواره مباشرة عدد الذرات في جزيئ هذا المركب . وفى حالة وجود أكثر من ذرة لنفس العنصر في الجزيء فإن عدد الذرات يكتب أسفل يمين العنصر. وللمواد الغير جزيئية يعبر الرقم السفلي عن الصيغة الوصفية. والصيغة الكيميائية التي تستخدم لسلسلة المركبات التي تختلف عن بعضها البعض بوحدات ثابتة تسمى "الصيغة العامة". وتسمي هذه السلسلة سلسلة متجانسة, ويسمي رقمها رمز التجانس.

الصيغة الجزيئية و الصيغة البنيوية

الميثان كمثال, جزيئي بسيط يتكون من ذرة كربون مرتبطة مع 4 ذرات هيدروجين له الصيغة الكيميائية:

CH₄

و الجلوكوز به 6 ذرات كربون , و12 ذرة هيدروجين , و6 ذرات أكسجين وله الصيغة الكيميائية (أو الصيغة الجزيئية):

C₆H₁₂O₆.

جزيئ الإيثان وصيغته CH₃CH₃.

ويمكن للصيغة الكيميائية أيضًا أن تعطي معلومات عن أنواع وترتيبات الروابط في الفراغ لمادة كيميائية ، بينما لا تعطي معلومات كافية عن وجود المتزامرات (الأيزمرات). فمثلاً الإيثان يتكون من ذرتين كربون بينهما رابطة أحادية, وكل منهما ترتبط مع 3 ذرات هيدروجين. تكون صيغته الكيميائية CH₃CH₃. ولو أن هناك رابطة ثنائية بين ذرتي الكربون (وكل منها مرتبطة مع 2 ذرة هيدروجين), تكون الصيغة الكيميائية CH₂CH₂, ومع وجود رابطة ثنائية بين ذرتي الكربون. فتكون الطريقة الأكثر دقة لكتابة الصيغة الجزيئية H₂C:CH₂ أو H₂C=CH₂. وتعبر النقطتان أو الخطان عن أن هناك رابطة ثنائية تربط ذرتي الكربون .

جزيئ الإيثيلين وصيغته CH₂CH₂,

كما أن الرابطة الثلاثية يمكن أن تمثل بثلاث خطوط أو ثلاث نقاط بين الذرتين المعنيتين . , ولإزالة أي غموض فإن الرابطة الأحادية يمكن أن تمثل بخط واحد أو نقطة واحدة.

الجزيئات التي تحتوى على مجموعات فعالة عديدة متكررة يمكن التعبير عنها كالتالي : CH₃)₃CH). غير أن هذا يتضمن بناء مختلف عن الجزيئات الأخرى التي يمكن أن تتكون من نفس الذرات (متزامر). المعادلة CH₃)₃CH) عن سلسلة من ثلاث ذرات كربون, وذرة الكربون الوسيطة مرتبطة ثنائيا مع ذرة كربون أخرى.

وكل الروباط الباقية على الكربون تذؤدى إلى ذرات هيدروجين. وعموما فإن نفس عدد الذرات (10 هيدروجين, و4 كربون أو C₄H₁₀) يمكن أن تستخدم في السلسلة المستقيمة: CH₃CH₂CH₂CH₃.

وللألكين 2-بيوتين متزامرين ولا يعبر عنهما المعادلة الكيميائية CH₃CH=CHCH₃. المكان النسبي لمجموعتي الميثيل يتم تحديده بتعريف أخرىدلل ما إذا كانت مجموعات الميثيل في نفس الاتجاه من الرابطة المزدوجة (مقرون cis or Z) أو في جهتين مختلفتين من الرابطة المزدوجة (مفروق trans or E)

البوليمرات

بالنسبة للبوليمر, يتم وضع أقواس حول الوحدات المتكررة. فمثلا, الهيدروكربون الذي يوصف كالتالى: CH₃(CH₂)₅₀CH₃, هو جزيء له 50 وحدة متكررة.

ولو أن عدد الوحدات المتكررة غير معروف أو متغير, يتم استخدام الحرف ("ن" "n") للتعبير عن ذلك: CH₃(CH₂)_nCH₃

الأيونات

للأيونات, يمكن التعبير عن الشحنة الموجودة على ذرة معينة برمز يوضع أعلى يمين رمز العنصر. فمثلا ⁺Na أو ²⁺Cu. وإجمالي الشحنة على جزيء مشحون أو أيون متعدد الذرات يمكن أيضا أن يتم التعبير عنها بنفس الطريقة. فمثلا أيون أوكسونيوم (أو الهيدرونيوم ) ⁺H₃O أو أيون الكبريتات ^2-SO₄.

النظائر

بالرغم من أن النظائر تنتمى للكيمياء النووية أو كيمياء النظائر الثابتة أكثر في الكيمياء التقليدية, فإن النظائر المختلفة يمكن أن يُعبر عنها بالكتابة أعلى يسار رمز العنصر. فمثلا أيون الفوسفات له نظير مشع هو الفوسفور-32 ونكتب جزيئه ³²PO₄^3-. كما أنه يمكن دراسة نسبة النظائر المستقرة ¹⁸O:¹⁶O.

الصيغة الوصفية

الصيغة الوصفية تستخدم نادرا لوصف مركب كيميائي . و على وجه العموم فالصيغة الوصفية لأى مادة كيميائية هي تعبير بسيط لنسبة كل نوع من الذرات أو العناصر الموجودة فيها وتتابعها . وتعادل الصيغة الملكية الصيغة الكيميائية في المركبات الأيونية, مثل كلوريد الكالسيوم CaCl₂ , وللجزيئات الكبيرة مثل ثاني أكسيد السيليكون SiO₂. ولا يوضح الصيغة الملكية إذا كان للمركب مزامر (isomerism), أو بناء . ويرجع المصطلح ملكي يرجع لعملية التحليل العنصري, وهي تقنية من تقنيات الكيمياء التحليلية تستخدم لتحديد نسبة العناصر الموجودة في تركيب المادة النقية.

فمثلا الهكسان يمكن أن يكون له الصيغة الوصفية CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃ ، وتكتب صيغته الكيميائية CH₃(CH₂)₄CH₃ ، وهي تعتبر أوضح وأكثر اختصارا حيث أن بنائه عبارة عن سلسلة مستقيمة من 6 ذرات كربون , و14 ذرة هيدروجين . ويمكن كتابتة صيغته الكيميائية أيضا C₆H₁₄.

شاهد أيضا

• الجدول الدوري
• تكافؤ