As fórmulas químicas básicas usam principalmente símbolos químicos e números subscritos. A molécula de água comum, por exemplo, contém dois átomos de hidrogênio e um átomo de oxigênio e é escrita como H2O, com os dois em subscrito. Essa configuração básica, no entanto, nem sempre conta toda a história. Às vezes, as fórmulas químicas precisam de números e símbolos sobrescritos para fornecer informações sobre o peso e a carga dos átomos envolvidos em uma reação química.

História

O químico sueco Jons Jakob Berzelius, no início do século XIX, criou o sistema moderno para escrever fórmulas químicas. Sob a sua supervisão na Real Academia Sueca de Ciências, os estudantes descobriram vários elementos novos, incluindo o vanádio e o lítio, e o próprio Berzelius descobriu vários elementos e determinou o peso molecular de quase todos os elementos conhecidos na altura. Para simplificar fórmulas com tantos elementos, Berzelius criou os símbolos de uma e duas letras para representar elementos. Na época, o número de cada elemento em uma molécula era indicado por sobrescrito. Hoje, números subscritos mostram as proporções dos elementos.

Isótopos

Os números sobrescritos agora definem isótopos em fórmulas químicas. Os isótopos são variedades do mesmo elemento químico que possuem massas diferentes. O número de prótons, a partícula subatômica carregada positivamente, determina a identidade de um elemento. Elementos, no entanto, podem ter diferentes números de nêutrons, a partícula subatômica de carga neutra, e ainda manter sua identidade elementar. Fórmulas químicas usam um número sobrescrito antes do símbolo do elemento para indicar a massa do isótopo.

Exemplos

O urânio, por exemplo, pode ter 141 a 146 nêutrons, embora mais de 99% do urânio na natureza contém 146 nêutrons. Com 146 nêutrons, o peso atômico do urânio é de 238 unidades de massa atômica, portanto um sobrescrito 238 antes do símbolo de urânio, U, indica esse isótopo. O isótopo com 143 neutrons, usado em energia nuclear e armamento, é indicado com um sobrescrito 235, para indicar seu peso atômico de 235. Fórmulas para muitas reações químicas padrão não usam números sobrescritos para isótopos quando os elementos têm massa atômica comum, embora não seja incorreto indicar que em sobrescrito.

Íons

As fórmulas químicas também podem usar sobrescrito após um símbolo químico para identificar íons. Íons são átomos ou moléculas que não possuem um número igual de prótons e elétrons, a partícula subatômica carregada negativamente. Isso cria um átomo ou molécula que é carregada negativamente, um ânion, ou positivamente carregada, um cátion. Um sinal de mais ou menos em sobrescrito após o símbolo químico mostra essa cobrança. Um número antes do sinal de mais ou menos indica o nível da carga. Por exemplo, um sobrescrito 3+ indica que o íon tem mais três prótons que elétrons.

Exemplos

Como exemplo, o elemento cobre pode estar faltando um ou dois elétrons. Quando falta um elétron, o íon cobre é indicado com um único sinal de mais sobrescrito seguindo seu símbolo, Cu. Quando dois elétrons estão faltando, o íon, chamado cupric, tem o símbolo Cu seguido de +2 em sobrescrito. Se uma molécula existe como um isótopo, a fórmula química indica isso colocando a fórmula molecular completa entre parênteses, seguido do sobrescrito mostrando a carga.