خواندنِ فرمول
دستورِ پختِ یک کیکِ ساده ممکن است بگوید: ۲ تخم‌مرغ، ۱ پیمانه آرد، ۱ پیمانه شیر. یعنی چه چیزهایی لازم است و از هر کدام چقدر. شیمی‌دان‌ها هم برای ماده‌ها دستورِ پخت دارند، و شما تقریباً حتماً یکی از آن‌ها را دیده‌اید: H₂O، فرمولِ آب. این را چطور باید خواند؟
حرف‌ها و عددهای کوچک
فرمولِ شیمیایی (chemical formula) راهی کوتاه برای نوشتنِ این است که چه اتم‌هایی در یک ماده هست و از هر کدام چندتا. فرمول از دو چیز ساخته می‌شود:
- نمادهای شیمیایی، که در درس «نمادهای شیمیایی» با آن‌ها آشنا شدیم: H برای هیدروژن، O برای اکسیژن، C برای کربن، و همین‌طور الی آخر. هر نماد نشانه‌ی یک عنصر است.
- عددهای کوچک، که کمی پایین‌تر از حرف‌ها نوشته می‌شوند. عددِ کوچک می‌گوید از عنصری که درست پیش از آن آمده، چند اتم هست. اگر عددی نباشد، یعنی یک اتم.
پس H₂O را این‌طور می‌خوانیم: H با عددِ کوچکِ ۲، یعنی دو اتمِ هیدروژن؛ بعد O بدونِ عدد، یعنی یک اتمِ اکسیژن. این دقیقاً همان مولکولِ آبی است که در درس «وقتی اتم‌ها به هم می‌پیوندند» دیدیم.
عددِ کوچک فقط مالِ نمادی است که درست پیش از آن آمده. در H₂O، عددِ ۲ درباره‌ی هیدروژن است، نه اکسیژن.
چند فرمولِ دیگر
بیایید چند فرمول را نماد به نماد بخوانیم.
- O₂ - دو اتمِ اکسیژن. این همان مولکولِ اکسیژنِ هواست. فقط یک عنصر دارد، پس ترکیب نیست.
- CO₂ - یک اتمِ کربن و دو اتمِ اکسیژن. این کربن دی‌اکسید است، گازی که با بازدم بیرون می‌دهید.
- CH₄ - یک اتمِ کربن و چهار اتمِ هیدروژن. این متان است، همان گازِ طبیعی که در بسیاری از اجاق‌گازها می‌سوزد. هر مولکولِ آن روی هم پنج اتم دارد.
- NaCl - سدیم و کلر. این نمکِ خوراکیِ درسِ «ترکیب: چیزی تازه» است. نمک مولکولِ کوچک ندارد، پس این‌جا فرمول چیزِ کمی متفاوتی می‌گوید: به ازای هر سدیم یک کلر هست.
بعضی فرمول‌ها بلندند. فرمولِ شکر C₁₂H₂₂O₁₁ است: دوازده اتمِ کربن، بیست‌ودو اتمِ هیدروژن و یازده اتمِ اکسیژن. یعنی ۴۵ اتم در یک مولکولِ شکر.
یک اتم، تفاوتی بزرگ
به این دو فرمول نگاه کنید: CO₂ و CO. فقط یک اتمِ اکسیژن با هم فرق دارند. CO₂ یا کربن دی‌اکسید، گازی است که در بازدمِ شما و در حباب‌های نوشابه هست و در این اندازه آسیبی نمی‌رساند. CO که به آن کربن مونوکسید می‌گویند، گازی سمی است که از بخاری یا اجاقی که خوب نمی‌سوزد بیرون می‌آید؛ همان گازی که باعثِ گازگرفتگی می‌شود. برای همین در بسیاری از خانه‌ها دستگاهِ هشداردهنده‌ی آن را نصب می‌کنند.
همان‌طور که در ترکیب‌ها دیدیم، این‌که کدام اتم‌ها به هم بپیوندند و از هر کدام چندتا، تعیین می‌کند که ماده چه جور چیزی باشد. فرمول همین دستورِ پخت را در چند حرف نشان می‌دهد.
در خانه امتحان کنید
- اگر در درس «وقتی اتم‌ها به هم می‌پیوندند» مدل‌هایی با میوه ساختید، دوباره از آن‌ها استفاده کنید. اگر نه، گوجه‌گیلاسی برای اکسیژن، حبه‌ی انگور برای هیدروژن و زیتونِ سیاه برای کربن بردارید.
- CO₂ بسازید: یک کربن در وسط و یک اکسیژن در هر طرف.
- CH₄ بسازید: یک کربن با چهار هیدروژن دورش. اتم‌ها را بشمارید: پنج‌تا.
- فرمولِ هر مدل را روی کاغذ بنویسید و کنارش بگذارید.
مراقب باشید
خلال‌دندان تیز است. آن را از بچه‌های کوچک دور نگه دارید.
واژه‌های این درس
- فرمولِ شیمیایی - راهی کوتاه برای نوشتنِ این‌که چه اتم‌هایی در یک ماده هست و از هر کدام چندتا، مثلِ H₂O برای آب
ایده‌ی اصلی
فرمولِ شیمیایی دستورِ پخت است. نمادها می‌گویند کدام اتم‌ها، و عددِ کوچکِ بعد از هر نماد می‌گوید از آن عنصر چند اتم؛ اگر عددی نباشد، یعنی یکی.