ما هي الصيغة الكيميائية؟

ما هي الصيغة الكيميائية؟

تعتبر الصيغة الكيميائية (بالإنجليزية: Chemical formula) الطريقة التي يعبّر بها عن نوع الذرات التي يتكون منها المركب أو الجزيء وعددها؛ حيث تحتوي على رموز العناصر الموجودة في المركب، ويتبعها عددها على شكل رقم منخفض.^[١]

أهمية الصيغة الكيميائية

يتم استخدام الصيغة الكيميائية لما لها من أهمية كبيرة، وهي أنها:^[٢]

• تقدم معرفة كبيرة عن التركيب الكيميائي للمركب.
• تمثل النسب التي تتحد فيها العناصر الموجودة لتكوين المركب.
• تظهر أهمية الصيغة الكيميائية عند تمثيل المركب في معادلة كيميائية.
• تستخدم الصيغ الكيميائية لتمثيل الأيونات والجذور الحرة.

أنواع الصيغ الكيميائية

من المعلوم بأن أي صيغة توضح عدد ونوع الذرات في المركب هي صيغة كيميائية، إلا أن هناك أربعة أنواع من الصيغ الكيميائية، وهي كالآتي:^[٣]

• الصيغة الجزيئية (بالإنجليزية: Molecular formula): وتعرف أيضاً بالصيغة الحقيقية (بالإنجليزية: True formula)، وهي توضح العدد الفعلي لذرات العناصر في جزيء واحد، فمثلاً الصيغة الجزيئية لِجلوكوز السكر هي: C6H12O6.
• الصيغة التجريبية (بالإنجليزية: Empirical formula): وهي أبسط نسبة من العدد الصحيح للعناصر في المركب، وسميت بذلك لأنها تأتي من بيانات تجريبية.
• الصيغة البنائية (Structural formula): وهي صيغة توضح طريقة ترتيب الذرات وارتباطها ببعضها البعض؛ أي توضح الروابط الكيميائية الموجودة في المركب.
• الصيغة المكثفة (بالإنجليزية: Condensed formula): تعتبر هذه الصيغة نوع من الترميز المختصر؛ حيث تشير ببساطة إلى الروابط الكيميائية وصيغ المجموعات الوظيفية (بالإنجليزية: Functional groups).

ملاحظات مهمة حول أنواع الصيغ الكيميائية

هناك بعض الملاحظات المهمة حول أنواع الصيغ الكيميائية، وهي:^[٣]

• في بعض الأحيان تكون الصيغة الجزيئية والتجريبية هي نفسها كما في جزيء الماء H2O، وأحياناً تختلف كما في الجلوكوز؛ حيث إن صيغتهُ التجريبية هي CH2O، ويتم الحصول على الصيغة التجريبية من خلال قسمة جميع رموز العناصر على القيمة المشتركة بينهم (في هذه الحالة 6)، أي من خلال قسمة الأعداد (6، 12، 6) الواردة في الصيغة الجزيئية (C6H12O6) للجلوكوز، لتنتج الصيغة التجريبية CH2O.
• تظهر أهمية الصيغة البنائية في المركبات المتماثلة (بالإنجليزية: Isomers)؛ وهي مركبات تشترك في الصيغة الجزيئية والتجريبية لكنها تختلف في الصيغة البنائية، مثل الإيثانول (وهو كحول حبوب يمكن للأشخاص شربه)، وثنائي ميثيل إيثر (وهو مركب سام).
• لا توفر الصيغة المكثفة عدد الذرات ونوعها فحسب، بل تشير أيضاً إلى موقعها في هيكل المركب؛ فمثلاً: الصيغة الجزيئية للهكسان هي: C6H14، أما صيغتهُ المكثفة فهي: CH3 (CH2)4 CH3.

كيفية كتابة الصيغة الكيميائية

من أجل كتابة صيغة كيميائية، يجب معرفة رمز العناصر الموجودة في المركب، وصيغة الجذور، وتكافؤ العناصر في هذا المركب، كما يجب مراعاة النقاط الآتية أثناء كتابة الصيغة الكيميائية:^[٢]

• معظم المركبات الكيميائية عبارة عن مركبات ثنائية؛ أي أنها تتكون من عنصرين.
• يسمّى الأيون الموجب كاتيون (بالإنجليزية: Cation)، والأيون السالب أنيون (بالإنجليزية: Anion).
• المركب الذي يحتوي على فلز ولا فلز؛ تتم تسمية الفلز أولاً متبوعاً باللافلز، مثل: كلوريد الصوديوم NaCl الذي يتكون من الأيون الفلزي Na+1، والأيون اللافلزي Cl-1.
• الأنيون ذو الشحنة السالبة (-1) يضاف مقطع (يد) إلى جانب اسمه، مثل: أيون الفلور (F-1): فلوريد.
• الأنيونات التي تحتوي على أكسجين وعنصر آخر يضاف مقطع (ات) إلى جانب اسمها، مثل: (SO4 -2): كبريتات.
• عندما يحتوي الأنيون متعدد الذرات على أيون الهيدروجين يتم إضافة ثنائي أو أحادي الهيدروجين، مثل: كربونات الهيدروجين (HCO3-1).
• الأنيونات متعددة الذرات لها أسماء خاصة بها، مثل:

أمثلة على كتابة الصيغة الكيميائية

فيما يأتي بعض الأمثلة التي توضح كيفية كتابة الصيغة الكيميائية:^[٤]