En chimie, la formule brute est l'écriture la plus compacte décrivant un composé chimique ou un corps simple. Les formules brutes, par exemple C2H6O pour l'éthanol, sont utilisées dans les équations chimiques pour décrire les réactions chimiques.
Écrire la formule brute de la molécule
La formule brute de la molécule est obtenue en écrivant dans l'ordre alphabétique et côte à côte les symboles des atomes qui la constituent, en précisant en indice, à droite du symbole, le nombre d'atomes. Si ce nombre est égal à 1, on ne l'écrit pas.
La formule brute d'une molécule est l'écriture la plus simple pour la décrire (à condition de connaitre les symboles des atomes du tableau périodique des éléments). Elle donne le symbole de chaque atome qui compose la molécule et le nombre d'atomes correspondant, en indice (c'est-à-dire plus bas que les lettres).
Formules brutes
Les hydrocarbures saturés linéaires ou ramifiés possèdent la formule brute suivante : CnH(2n+2), où n est un nombre entier naturel non nul. Exemple : molécule de méthane, un atome de carbone : C1 d'où le nombre d'atomes d'hydrogène H(1*2+2) : CH4.
La formule brute donne la nature et le type d'atomes présents dans la molécule. Elle ne donne aucune indication sur l'enchaînement des atomes et la structure de la molécule. Il est donc nécessaire d'utiliser d'autres formules pour décrire l'enchaînement. La formule développée remplit ce rôle.
Pour un composé pur, de formule brute CxHyOz et de masse molaire M = 12x+y +16z. CnxHnyOnz de masse molaire nM = n × (12x + y + 16z) qui donnent tous deux une même valeur du pourcentage massique en carbone, hydrogène et oxygène.
La masse molaire moléculaire est égale à la somme des masses molaires atomiques des éléments chimiques constituant la molécule. L'unité est toujours le gramme par mole, notée g. mol–1. Ainsi, la masse molaire de la molécule d'eau H2O est : M(H2O) = 2 x M(H) + M(O) = 2 x 1,00 + 16,0 = 18,0 g.
formule brute d'un ester : CxHyO2. C4H8O2. formule semi-développée de l'ester : l'hydrolyse d'un ester donne un acide carboxylique et un alcool B.
On rappelle la formule brute générale d'un alcane acyclique (linéaire ou ramifié) : C_nH_{2n+2} où n est le nombre d'atomes de carbone composant l'alcane. La formule brute d'un alcane acyclique est du type C_nH_{2n+2}.
Chaque sorte d'atome est représentée par un symbole atomique. Un symbole atomique est constitué soit : d'une lettre majuscule (exemple : C ; F ; H) ; d'une lettre majuscule suivie d'une lettre minuscule (exemple : Fe ou Cl).
La formule développée est un mode de représentation des molécules où la totalité des atomes sont représentés par leur symbole chimique. Il est très simple, mais ne donne aucune idée de l'agencement des atomes dans l'espace.
Le calcium est l'élément chimique de numéro atomique 20, de symbole Ca.
Alcanes à chaîne carbonée non ramifiée Les quatre premiers alcanes (1 < n < 4) portent des noms consacrés par l'usage : méthane, éthane, propane, butane.
En chimie organique, un composé cyclique est une substance dans laquelle au moins une série d'atomes, notamment de carbone, est liée de manière successive par des liaisons covalentes pour former un cycle (une molécule cyclique).
Les cétones sont des composés organiques caractérisés par la présence du groupement fonctionnel « carbonyle » suivant : La formule générale des cétones est ou RCOR' et la formule brute générale CnH2nO (n ≥ 3). R et R' peuvent être un groupe alkyle tel que CH3-, CH3-CH2-…ou un groupe aryle tel que .
Des molécules sont dites « isomères » lorsqu'elles ont la même formule brute mais des structures différentes. Le phénomène d'isomérie a été remarqué pour la première fois au XIXe siècle. À cette époque, les chimistes pensaient que les propriétés d'une substance dépendaient entièrement de sa formule brute.
Il suffit d'appliquer la relation n=m/M pour déterminer le nombre de mole. Exemple: Calculer le nombre de moles contenues dans 10 g de NaCl.
Si on veut calculer la masse, il suffit d'exprimer m : m = n × M.
IV.2.1.Formule brute d'un composé organique
atomes d'hydrogène et z atomes d'oxygène s'écrit de la manière suivante : Cx Hy Oz : C4H8, C8H6O2 Cette formule est insuffisante pour définir un composé. Elle ne précise pas suivant quel enchainement sont liés les atomes.