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formule

(latin formula)

Représentation graphique rendant compte de la composition d'une espèce chimique.

CHIMIE

Les formules brutes

On distingue deux sortes de formules chimiques, les formules brutes et les formules développées. Les formules brutes rendent compte de la composition des substances chimiques, c'est-à-dire du nombre d'atomes de chaque élément intervenant dans la composition des molécules. Ainsi, la formule brute de l'eau, H2O, indique-t-elle immédiatement que la molécule d'eau contient un atome d'oxygène (O) et deux atomes d'hydrogène (H). Lorsqu'il y a plusieurs atomes de la même espèce, on indique leur nombre par un chiffre placé en indice (cas de l'hydrogène dans la formule de l'eau).

Une telle représentation graphique est beaucoup trop simple pour rendre compte de toutes les variétés de molécules ayant la même composition. Ainsi, CH2O représente la composition du formaldéhyde, de l'acide acétique, du formiate de méthyle, de l'acide lactique, du glucose et de bien d'autres substances chimiques. On peut montrer que, en réalité, seul le formaldéhyde a pour formule brute réelle CH2O. Le formiate de méthyle et l'acide acétique ont pour formule brute réelle (CH2O)2, c'est-à-dire C2H4O2, l'acide lactique (CH2O)3, c'est-à-dire C3H6O3, et le glucose (CH2O)6, c'est-à-dire C6H12O6. Ainsi la formule brute donne-t-elle deux types de renseignements : le nombre d'atomes de chaque élément et la masse moléculaire de la substance chimique, qui résulte de l'addition des masses atomiques multipliées par les chiffres placés en indice. Par exemple, la masse moléculaire du formaldéhyde est 30 : 12 pour C, 2 × 1 pour H, 16 pour O ; celle de l'acide acétique est 60, etc.

Les formules développées

Deux composés peuvent cependant avoir la même formule brute et être différents : c'est le cas de l'acide acétique et du formiate de méthyle. On dit que ces composés sont isomères, et il faut, pour les distinguer, utiliser la deuxième sorte de formule, la formule développée, qui indique quels atomes sont liés à quels atomes dans la substance considérée : . Les deux formules développées permettent de comprendre pourquoi l'acide acétique et le formiate de méthyle constituent des substances différentes.

Il arrive que la différence entre formules développées soit plus subtile et provienne de la structure tridimensionnelle des molécules. On doit alors utiliser des représentations graphiques, qui sont des projections sur un plan de la formule développée tridimensionnelle. Les différences entre formules sont alors expliquées par la stéréochimie.