Hvad er et superscript i en kemisk formel?

Grundlæggende kemiske formler bruger for det meste kemiske symboler og abonnementsnumre. Det fælles vandmolekyle indeholder for eksempel to hydrogenatomer og et oxygenatom og er skrevet som H2O, med de to i abonnement. Denne grundlæggende opsætning fortæller dog ikke hele historien. Til tider kræver kemiske formler superscript tal og symboler for at give information om vægten og ladningen af ​​atomer, der er involveret i en kemisk reaktion.

Historie

Svensk kemiker Jons Jakob Berzelius skabte i begyndelsen af ​​det 19. århundrede det moderne system til at skrive kemiske formler. Under hans tilsyn på Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi opdagede eleverne flere nye elementer, herunder vanadium og lithium, og Berzelius selv opdagede flere elementer og fastslog molekylvægten af ​​næsten alle kendte elementer på det tidspunkt. For at forenkle formler med så mange elementer skabte Berzelius symbolerne med en og to bogstaver for at repræsentere elementer. På det tidspunkt blev antallet af hvert element i et molekyle indikeret ved superskript. I dag viser abonnementsnumre elementernes proportioner.

Isotoper

Superscript-numre definerer nu isotoper i kemiske formler. Isotoper er sorter af samme kemiske element, der har forskellige masser. Antallet af protoner, den positivt ladede subatomære partikel, bestemmer identiteten af ​​et element. Elementer kan imidlertid have forskellige antal neutroner, den neutralt ladede subatomare partikel og bevarer deres elementære identitet. Kemiske formler bruger et superskriptnummer før elementets symbol for at indikere isotopets masse.

Eksempler på

Uran kan for eksempel have 141 til 146 neutroner, men mere end 99% uran i naturen indeholder 146 neutroner. Med 146 neutroner er uranens atomvægt 238 atommasseenheder, så et overskrift 238 før urans symbol, U, angiver den isotop. Isotopen med 143 neutroner, der anvendes i atomkraft og våben, er angivet med et overskrift 235 for at angive dets atomvægt på 235. Formler for mange kemiske standardreaktioner bruger ikke superscript-numre til isotoper, når elementerne har den fælles atommasse, selvom det ikke ville være ukorrekt at angive, at det i overskrift.

Ioner

Kemiske formler kan også bruge superskript efter et kemisk symbol til at identificere ioner. Ioner er atomer eller molekyler, som ikke har et lige antal protoner og elektroner, den negativt ladede subatomiske partikel. Dette skaber et atom eller molekyle, som enten er negativt ladet, en anion eller positivt ladet, en kation. Et plus- eller minustegn i overskrift efter det kemiske symbol viser denne ladning. Et nummer før før plus- eller minustegnet angiver ladningens niveau. Eksempelvis angiver en superskript 3+, at ionet har tre protoner end elektroner.

Eksempler på

Som et eksempel kan elementet kobber eksistere mangler en eller to elektroner. Når det mangler en elektron, er kobberionen angivet med et enkelt superskript plus tegn efter dets symbol, Cu. Når to elektroner mangler, har ionet, kaldet cupric, symbolet Cu efterfulgt af +2 i overskrift. Hvis et molekyle eksisterer som en isotop, indikerer den kemiske formel dette ved at placere den fulde molekylformel i parentes efterfulgt af det overskrift, der viser ladningen.