Pas de panique, on va te faire comprendre les formules chimiques en moins de temps qu'il n'en faut pour crier 'H2O'. Pour ça, on va d'abord s'assurer que tu sais deux choses : ce qu'est un atome et comment on représente les éléments chimiques. Tu te rappelles ? Un atome, c'est la plus petite partie de la matière. Chaque sorte d'atome a un nom et un symbole, comme une signature. Une molécule, c'est un groupe d'atomes collés ensemble. La formule chimique, c'est simplement la fiche d'identité de la molécule : elle dit qui est là (O pour oxygène) et en combien d'exemplaires (le petit chiffre, l'indice). On y va.

Prérequis : les atomes et leurs symboles

Un atome est une minuscule particule de matière. Il existe 118 sortes d'atomes qu'on appelle les éléments chimiques.

Chaque élément est représenté par un symbole : toujours une majuscule, parfois suivie d'une minuscule. Exemples : H pour l'hydrogène, O pour l'oxygène, C pour le carbone, Fe pour le fer (attention, F majuscule et e minuscule).

Un symbole tout seul peut représenter un atome isolé, mais quand il est dans une formule, il indique la présence de cet élément dans la molécule.

La formule chimique, mode d'emploi express

Une formule chimique donne la composition d'une molécule. Elle aligne les symboles des éléments, chacun éventuellement suivi d'un indice (un petit chiffre en bas à droite).

Règles de base :

  • Pas d'indice = 1 atome.
  • Un indice = le nombre d'atomes de l'élément juste avant.
  • Le nombre total d'atomes dans la molécule = somme de tous les indices (et des 1 implicites).

Exemple : H2O (eau) contient H : indice 2 => 2 atomes d'hydrogène ; O : pas d'indice => 1 atome d'oxygène. Total : 2 + 1 = 3 atomes.

À toi de jouer

1. Complète pour chaque formule le tableau des éléments et leur nombre d'atomes.
a) O2 :
Elément Oxygène: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atome(s)
Total: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atome(s).
b) H2O2 :
Elément Hydrogène: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atome(s)
Elément Oxygène: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atome(s)
Total: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atomes.
c) NaCl :
Elément Sodium: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atome(s)
Elément Chlore: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atome(s)
Total: $\underline{\hspace{1.1em}}$ atomes.
Corrigé
a) O2 : Un seul symbole O, indice 2.
Oxygène : 2 atomes ; Total : 2 atomes.
b) H2O2 : H indice 2 -> 2 H ; O indice 2 -> 2 O.
Hydrogène : 2 atomes ; Oxygène : 2 atomes ; Total : 2+2 = 4 atomes.
c) NaCl : Na sans indice => 1 Na ; Cl sans indice => 1 Cl.
Sodium : 1 atome ; Chlore : 1 atome ; Total : 1+1 = 2 atomes.
2. Complète le décompte pour ces molécules.
a) NH3 :
Elément Azote (N): atome(s)
Elément Hydrogène (H): atome(s)
Total: atomes.
b) CH4 :
Carbone (C): atome(s)
Hydrogène (H): atome(s)
Total: atomes.
c) CO2 :
Carbone: atome(s)
Oxygène: atome(s)
Total: atomes.
Corrigé
a) NH3 : N sans indice => 1 azote ; H indice 3 => 3 hydrogène. Total = 1+3 = 4 atomes.
b) CH4 : C sans indice => 1 carbone ; H indice 4 => 4 hydrogène. Total = 1+4 = 5 atomes.
c) CO2 : C sans indice => 1 carbone ; O indice 2 => 2 oxygène. Total = 1+2 = 3 atomes.
3. Associe chaque formule à son nombre total d'atomes en complétant avec le bon nombre.
H2SO4 : Je lis : 2 H + 1 S + 4 O = atomes.
C6H12O6 : Je lis : 6 C + 12 H + 6 O = atomes.
Fe2O3 : Je lis : 2 Fe + 3 O = atomes.
Corrigé
H2SO4 : 2+1+4 = 7 atomes.
C6H12O6 : 6+12+6 = 24 atomes.
Fe2O3 : 2+3 = 5 atomes.

Ah oui, les formules avec des lettres et des petits chiffres ! Ça te revient ? Parfait. Ici on va structurer tout ça proprement. Tu vas apprendre la méthode officielle pour lire n'importe quelle formule sans te tromper, et on va même t'entraîner à écrire des formules à partir d'une description. C'est exactement ce qu'on te demandera en contrôle.

Rappel structuré : symboles et indices

Symbole chimique : 1 ou 2 lettres. 1° lettre en MAJUSCULE, 2° éventuelle en minuscule. Ex : H, O, C, Fe, Na, Cl.

Indice : chiffre en bas à droite d'un symbole. Il donne le nombre d'atomes de CET élément dans la molécule. Pas d'indice = 1 atome.

L'indice ne concerne QUE le symbole qu'il suit immédiatement. Dans CO2, le 2 ne s'applique pas au C.

Le coefficient (grand chiffre DEVANT la formule) multiplie TOUTE la molécule (on verra cela plus tard, ne pas confondre).

Méthode pas à pas : lire une formule

Etape 1 : Repérer chaque symbole dans la formule. Chaque majuscule commence un nouvel élément.

Etape 2 : Lire l'indice à droite de chaque symbole. S'il n'y a rien, c'est 1.

Etape 3 : Dresser la liste des éléments avec leur nombre.

Etape 4 : Additionner tous ces nombres pour obtenir le total d'atomes de la molécule.

À toi de jouer

1. Applique la méthode pour compléter ce tableau (recopie les étapes).
Molécule : C2H6O (éthanol).
Etape 1, je repère les symboles :
Etape 2, j'associe les indices : C : , H : , O :
Etape 3, bilan :
Etape 4, total des atomes :
Corrigé
Etape 1 : C, H, O.
Etape 2 : C indice 2 (2 atomes), H indice 6 (6 atomes), O pas d'indice (1 atome).
Etape 3 : C:2, H:6, O:1.
Etape 4 : 2+6+1 = 9 atomes.
2. Complète le décompte pour la rouille Fe2O3.
Symboles présents : et .
Indices : Fe , O .
Total atomes : + = atomes.
Corrigé
Symboles : Fe et O.
Indices : Fe 2 (car 2 atomes), O 3 (car 3 atomes).
Total : 2 + 3 = 5 atomes.
3. Ecris la formule chimique correspondant à chaque description en remplissant les trous.
a) 1 atome de carbone (C) et 4 atomes de chlore (Cl) : formule = C
b) 2 atomes d'hydrogène (H), 1 de soufre (S), 4 d'oxygène (O) : formule = HS
c) 1 azote (N) et 3 hydrogène (H) : formule = N
Corrigé
a) CCl4 (C puis Cl indice 4).
b) H2SO4 (H indice 2, S pas d'indice donc 1, O indice 4).
c) NH3 (N sans indice, H indice 3).

Allez, on répète le même geste simple cinq fois de suite. Que des lectures de formules, avec des nombres différents. Aucun piège, c'est juste pour que ça devienne un automatisme. Si tu maîtrises ça, la moitié du contrôle est déjà dans la poche.

À toi de jouer

1. Complète le bilan pour la molécule SO2 (dioxyde de soufre).
Symbole S : indice => atome(s)
Symbole O : indice => atome(s)
Total atomes :
Corrigé
S : pas d'indice => 1 atome. O : indice 2 => 2 atomes. Total : 1+2 = 3 atomes.
2. Complète le bilan pour la molécule CCl4 (tétrachlorure de carbone).
Symbole C : indice => atome(s)
Symbole Cl : indice => atome(s)
Total atomes :
Corrigé
C : pas d'indice => 1 atome. Cl : indice 4 => 4 atomes. Total : 1+4 = 5 atomes.
3. Complète le bilan pour la molécule NH3 (ammoniac).
Symbole N : indice => atome(s)
Symbole H : indice => atome(s)
Total atomes :
Corrigé
N : pas d'indice => 1 atome. H : indice 3 => 3 atomes. Total : 1+3 = 4 atomes.
4. Complète le bilan pour la molécule PCl3 (trichlorure de phosphore).
Symbole P : indice => atome(s)
Symbole Cl : indice => atome(s)
Total atomes :
Corrigé
P : pas d'indice => 1 atome. Cl : indice 3 => 3 atomes. Total : 1+3 = 4 atomes.
5. Complète le bilan pour la molécule CH3Cl (chlorométhane).
Symbole C : indice => atome(s)
Symbole H : indice => atome(s)
Symbole Cl : indice => atome(s)
Total atomes :
Corrigé
C : pas d'indice => 1 atome. H : indice 3 => 3 atomes. Cl : pas d'indice => 1 atome. Total : 1+3+1 = 5 atomes.

C'est l'heure de vérité. Ces exercices sont exactement du niveau de ce que tu peux avoir en évaluation. Des lectures, des comptages, des pièges classiques sur les indices, et un petit problème pour finir. Plus de trous pour te guider ; à toi de structurer ta réponse. Tu gères.

À toi de jouer

1. Pour chaque formule, donne le nom et le nombre d'atomes de chaque élément.
a) O2
b) H2O2
c) NaCl
d) NH3
Corrigé
a) O2 : 2 atomes d'oxygène.
b) H2O2 : 2 atomes d'hydrogène, 2 atomes d'oxygène.
c) NaCl : 1 atome de sodium, 1 atome de chlore.
d) NH3 : 1 atome d'azote, 3 atomes d'hydrogène.
2. Calcule le nombre total d'atomes dans chaque molécule.
a) CH4
b) H2SO4
c) C6H12O6
Corrigé
a) CH4 : 1 + 4 = 5 atomes.
b) H2SO4 : 2 + 1 + 4 = 7 atomes.
c) C6H12O6 : 6 + 12 + 6 = 24 atomes.
3. Ecris la formule chimique correspondant à chaque description.
a) 1 atome de silicium (Si) et 4 atomes de chlore (Cl).
b) 2 atomes d'azote (N) et 1 atome d'oxygène (O).
c) 1 atome de carbone, 3 atomes d'hydrogène et 1 groupe OH (1 oxygène + 1 hydrogène).
Corrigé
a) SiCl4.
b) N2O.
c) CH3OH (méthanol).
4. Vrai ou faux ? Corrige les affirmations fausses.
a) Dans CO2, il y a 2 atomes de carbone.
b) H2O et 2 HO contiennent le même nombre d'atomes d'hydrogène.
c) La formule Fe2O3 contient 5 atomes en tout.
Corrigé
a) Faux. L'indice 2 ne porte que sur O, pas sur C. Il y a 1 atome de carbone.
b) Vrai. H2O -> 2 H ; 2 HO -> 2 * (1 H) = 2 H.
c) Vrai. Fe2 : 2 atomes, O3 : 3 atomes => total 5.
5. Problème : L'acide citrique a pour formule C6H8O7.
a) Quels éléments chimiques constituent l'acide citrique ?
b) Combien d'atomes de chaque élément dans une molécule ?
c) Quel est le nombre total d'atomes dans une molécule d'acide citrique ?
Corrigé
a) Carbone (C), hydrogène (H), oxygène (O).
b) C : 6, H : 8, O : 7.
c) Total = 6 + 8 + 7 = 21 atomes.

Tu es chaud ? On va un cran plus loin, avec des choses que tu verras peut-être en 3e : distinguer formules de molécules et composés ioniques, déchiffrer des formules avec parenthèses, et même écrire l'équation-bilan d'une réaction. C'est le même principe, juste un peu plus musclé. Si tu comprends ça, l'année prochaine sera du gâteau.

À toi de jouer

1. Les composés ioniques (comme le sel) ne forment pas de molécules mais des cristaux. Leur formule donne juste la proportion des ions. La formule du chlorure de calcium est CaCl2. Cela signifie qu'il y a 1 ion calcium Ca2+ pour 2 ions chlorure Cl-.
Quelle proportion d'ions indiquent les formules suivantes ?
a) MgO (oxyde de magnésium)
b) Al2O3 (alumine)
Corrigé
a) MgO : 1 ion Mg pour 1 ion O.
b) Al2O3 : 2 ions Al pour 3 ions O.
2. Certaines molécules ont des groupes d'atomes entre parenthèses avec un indice à l'extérieur. Cela signifie que l'indice externe multiplie tout ce qui est dans la parenthèse. Par exemple, Ca(OH)2 : le 2 multiplie OH, donc il y a 1 O et 1 H, le tout fois 2, soit 2 O et 2 H.
Décompte les atomes dans Al(OH)3 :
Al : ; O : ; H : ; Total : atomes.
Corrigé
Al : pas d'indice => 1. OH entre parenthèses indice 3 => 3 O et 3 H. Total : 1 + 3 + 3 = 7 atomes.
3. Lors d'une réaction chimique, rien ne se perd. On équilibre l'équation-bilan en ajustant les coefficients (les grands chiffres devant) pour avoir le même nombre d'atomes de chaque sorte à gauche et à droite.
Voici l'équation non équilibrée : H2 + O2 -> H2O.
Compte les atomes à gauche : H : , O : .
Compte à droite : H : , O : .
Quel coefficient placer devant H2O pour équilibrer O ?
Faut-il ajuster ailleurs ? Complète l'équation équilibrée : H2 + O2 -> H2O
Corrigé
A gauche : H2 => 2 H ; O2 => 2 O.
A droite : H2O => 2 H, 1 O.
Pour équilibrer O, on place un coefficient 2 devant H2O => 2*1 = 2 O. Mais cela donne 2*2 = 4 H à droite, il faut donc mettre un coefficient 2 devant H2 à gauche pour avoir 4 H.
Equation équilibrée : 2 H2 + O2 -> 2 H2O.