Une équation chimique est une représentation des interactions moléculaires dans leurs quantités relatives. Dans une réaction chimique, la façon dont les atomes sont disposés les uns avec les autres change. Les structures internes des atomes ne sont pas affectées, mais l’énergie, généralement sous forme de chaleur, est soit libérée soit absorbée lors d’une réaction chimique. La composition chimique des réactifs, ou ingrédients de pré-réaction, est écrite sur le côté gauche d’une équation chimique. Les produits, ou composés résultants, sont écrits sur le côté droit.
La composition chimique d’un composé est représentée par une formule chimique. Une formule chimique indique combien d’atomes de chaque élément sont présents dans une molécule, ou des collections stables d’atomes. Par exemple, une molécule d’eau a la formule chimique H2O car elle a deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène. Les formules chimiques de plusieurs molécules dans une équation sont séparées par des signes plus.
Bien qu’une grande quantité de matière puisse réagir, une équation chimique ne concerne que les rapports des molécules impliquées. Les réactifs et les produits d’une réaction chimique ne peuvent réagir que dans des proportions spécifiques. C’est parce que les atomes ne sont ni créés ni détruits ; les atomes qui sont présents avant la réaction doivent rester après. Pour cette raison, il est nécessaire d’équilibrer les équations chimiques. Une équation chimique montre une réaction équilibrée dans sa plus petite quantité possible.
Il peut être nécessaire d’ajouter des coefficients à gauche des formules chimiques pour obtenir une équation équilibrée. Dans de nombreuses réactions, plus d’une molécule particulière est présente, même dans le cas fondamental ou le plus petit possible. Si deux atomes d’un élément sont présents mais ne sont pas dans la même molécule, un coefficient de 2 est utilisé à la place d’un indice. Par exemple, 2 H2O est deux molécules d’eau, ou 4 atomes d’hydrogène et 2 atomes d’oxygène.
Le domaine de l’étude des relations mesurables entre les réactifs chimiques et les produits s’appelle la stoechiométrie. Il est utile pour calculer la quantité de produit qui peut être créée avec une quantité donnée de réactif. Dans les réactions chimiques du monde réel, il est généralement impossible de transformer 100 % des réactifs en produits. En effet, la matière est séparée dans l’espace et les réactifs doivent être en contact les uns avec les autres pour réagir.
Une notation supplémentaire dans une équation chimique peut révéler plus d’informations sur la réaction. Lorsque des atomes ou des molécules ont une charge électrique, par exemple, ce nombre est écrit en exposant avec un signe plus ou moins pour une charge positive ou négative. D’autres éléments d’équation incluent des lettres entre parenthèses, qui sont utilisées pour indiquer si un composé est solide, liquide ou gazeux. Des symboles peuvent également être placés entre les réactifs et les produits pour spécifier la vitesse de réaction et si l’énergie est libérée ou absorbée.