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Un composé est une substance composée de deux ou plusieurs éléments. Contrairement à un mélange, les atomes des éléments sont liés ensemble dans les molécules des composés. Les composés peuvent être aussi simples que le sel de table, dans lequel une molécule est composée d'un atome de sodium et d'un atome de chlore. Les composés organiques - ceux construits autour des atomes de carbone - sont souvent de longues chaînes complexes d'atomes individuels.
Identifier les éléments
La première étape pour trouver la formule d'un composé donné consiste à déterminer les éléments qu'il contient. Pour commencer, un chimiste examine le composé et identifie ses propriétés, telles que le poids, la solidité, la couleur et l’odeur. Ensuite, elle commence à le tester, par exemple en brûlant des échantillons, en les faisant fondre ou en les dissolvant dans divers fluides. Cela peut prendre un certain temps, mais les résultats devraient finalement lui permettre d’identifier les éléments de base.
Rassembler des données
Apprendre qu'un composé contient, par exemple, de l'hydrogène, du carbone, de l'oxygène et du fer ne vous dit pas la formule. Essayer de calculer la formule molécule par molécule n’est pas pratique, vous devez donc prélever un grand échantillon, disons 100 grammes. Lorsque vous analysez le composé pour rechercher des éléments constitutifs, vos résultats doivent inclure le poids des différents éléments dans les 100 grammes de composé. Vous utilisez une formule mathématique pour convertir le nombre de grammes en moles pour chaque élément, ce qui vous permet de comparer des pommes avec des pommes lorsque vous essayez de déterminer le nombre d’atomes de chaque élément.
Nombres croquants
Les composés viennent avec deux formules différentes. La première est la formule empirique qui vous montre le nombre d'atomes différents dans le composé. Après avoir converti les grammes de chaque élément en moles, vous calculez le ratio des moles, ce qui vous donne le ratio des éléments du composé. Un calcul plus complexe vous donne la formule moléculaire. Si la formule empirique est de six atomes de carbone pour 11 atomes d'hydrogène pour un oxygène, la formule moléculaire pourrait être 12 atomes de carbone, 22 atomes d'hydrogène, deux atomes d'oxygène ou un autre multiple.
Structure moleculaire
Même après avoir obtenu la formule, vous ne connaissez toujours pas vraiment le composé. Pour cela, vous devez comprendre la structure tridimensionnelle. Les molécules peuvent former des tétraèdres, des trigons ou des lignes droites. Certains composés ne peuvent avoir qu'une structure possible, compte tenu des éléments qu’ils contiennent. D'autres nécessitent des tests pour le comprendre, par exemple en remplaçant certains des atomes par des atomes d'un autre élément et en observant l'évolution des réactions. Deux composés de même formule et de structure différente peuvent avoir des propriétés différentes.