Basischemische formules maken meestal gebruik van chemische symbolen en subscriptnummers. Het gemeenschappelijke watermolecuul, bijvoorbeeld, bevat twee waterstofatomen en één zuurstofatoom en wordt geschreven als H2O, met de twee in subscript. Deze basisconfiguratie vertelt echter niet altijd het hele verhaal. Soms hebben chemische formules superscriptnummers en symbolen nodig om informatie te geven over het gewicht en de lading van atomen die bij een chemische reactie zijn betrokken.

Geschiedenis

Zweedse chemicus Jons Jakob Berzelius in het begin van de 19e eeuw gemaakt het moderne systeem voor het schrijven van chemische formules. Onder zijn leiding aan de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen ontdekten de studenten verschillende nieuwe elementen, waaronder vanadium en lithium, en Berzelius zelf ontdekte verschillende elementen en bepaalde het molecuulgewicht van bijna alle bekende elementen in die tijd. Om formules met zoveel elementen te vereenvoudigen, creëerde Berzelius de symbolen met één en twee letters om elementen voor te stellen. Op dat moment werd het aantal van elk element in een molecuul aangegeven met superscript. Vandaag tonen subscriptnummers de verhoudingen van de elementen.

Isotopen

Superscriptnummers definiëren nu isotopen in chemische formules. Isotopen zijn variëteiten van hetzelfde chemische element die verschillende massa's hebben. Het aantal protonen, het positief geladen subatomaire deeltje, bepaalt de identiteit van een element. Elementen kunnen echter verschillende aantallen neutronen hebben, het neutraal geladen subatomaire deeltje, en toch hun elementaire identiteit behouden. Chemische formules gebruiken een superscriptnummer vóór het symbool van het element om de massa van de isotoop aan te geven.

Voorbeelden van

Uranium kan bijvoorbeeld 141 tot 146 neutronen bevatten, hoewel meer dan 99 procent van uranium in de natuur bevat 146 neutronen. Met 146 neutronen is het atoomgewicht van uranium 238 atomaire massaeenheden, dus een superscript 238 voor uraniumsymbool, U, geeft die isotoop aan. De isotoop met 143 neutronen, gebruikt in kernenergie en wapens, is aangegeven met een superscript 235, om het atoomgewicht van 235 aan te geven. Formules voor veel standaard chemische reacties gebruiken geen superscript getallen voor isotopen als de elementen de gewone atoommassa hebben, hoewel het niet onjuist zou zijn om aan te geven dat in superscript.

Ionen

Chemische formules kunnen ook superscript gebruiken na een chemisch symbool om ionen te identificeren. Ionen zijn atomen of moleculen die niet hetzelfde aantal protonen en elektronen hebben, het negatief geladen subatomaire deeltje. Dit creëert een atoom of molecuul dat ofwel negatief geladen is, een anion of positief geladen, een kation. Een plus- of minteken in superscript nadat het chemische symbool deze lading aangeeft. Een cijfer vóór het plus- of minteken geeft het niveau van de lading aan. Een superscript 3+ geeft bijvoorbeeld aan dat het ion drie protonen heeft meer dan elektronen.

Voorbeelden

Als voorbeeld kan het element koper ontbreken dat één of twee elektronen mist. Als er één elektron ontbreekt, wordt het koperion aangegeven met een enkel superscript plus-teken dat het symbool Cu volgt. Wanneer twee elektronen ontbreken, heeft het ion, cupric genaamd, het symbool Cu gevolgd door +2 in superscript. Als een molecuul bestaat als een isotoop, geeft de chemische formule dit aan door de volledige molecuulformule tussen haakjes te plaatsen, gevolgd door het superscript dat de lading aangeeft.