Éléments : symboles chimiques et isotopes

Un symbole chimique est une abréviation utilisée pour indiquer un élément ou un atome d’un élément. Par exemple, le symbole du mercure est Hg. Le même symbole est utilisé pour indiquer un atome de mercure (domaine microscopique) ou pour étiqueter un récipient contenant de nombreux atomes de l’élément mercure (domaine macroscopique).

Certains symboles sont dérivés du nom anglais courant de l’élément ; d’autres sont des abréviations du nom dans une autre langue — le latin, le grec ou l’allemand. Par exemple, le symbole de l’aluminium (nom courant) est Al, alors que celui du fer est Fe, qui provient de son nom latin “ ferrum ”. La plupart des symboles ont une ou deux lettres, mais des symboles à trois lettres ont été utilisés pour décrire certains éléments dont les numéros atomiques sont supérieurs à 112. Pour éviter toute confusion avec d’autres notations, seule la première lettre d’un symbole est en majuscule. Par exemple, Co est le symbole de l’élément cobalt, mais CO est l’écriture du composé monoxyde de carbone, qui contient des atomes des éléments carbone (C) et oxygène (O).

Traditionnellement, celui (ou celle) qui découvre un nouvel élément nomme l’élément. Toutefois, jusqu’à ce que le nom soit reconnu par l’Union internationale de chimie pure et appliquée (UICPA), le nom recommandé du nouvel élément est basé sur le(s) mot(s) latin(s) de son numéro atomique. Par exemple, l’élément 106 a été appelé unnilhexium (Unh), l’élément 107 a été appelé unnilseptium (Uns) et l’élément 108 a été appelé unniloctium (Uno) pendant plusieurs années. Ces éléments sont maintenant nommés d’après des scientifiques (ou parfois des endroits) ; par exemple, l’élément 106 est maintenant connu sous le nom de seaborgium (Sg) en l’honneur de Glenn Seaborg, un lauréat du prix Nobel qui a activement participé à la découverte de plusieurs éléments lourds.  

Chaque carré du tableau périodique contient, au minimum, un numéro atomique — qui est aussi le nombre de protons — et un symbole chimique.  

Dans le cas d’un isotope, le nombre de masse ou la somme des protons et des neutrons est indiqué avec le symbole et le numéro atomique. Le nombre de masse définit l’isotope spécifique d’un élément. Par exemple, ceux-là sont les deux isotopes de l’azote :

Le symbole d’un isotope spécifique d’un élément est écrit en plaçant le nombre de masse en exposant à gauche du symbole de l’élément. Puisque le numéro atomique définit l’identité de l’élément, comme le fait son symbole, il est souvent omis. Par exemple, le magnésium est un mélange de trois isotopes, chacun ayant un numéro atomique de 12 et un nombre de masse respectif de 24, 25 et 26. Ces isotopes peuvent être identifiés comme étant ²⁴Mg, ²⁵Mg et ²⁶Mg. Ces symboles d’isotopes sont lus comme “ élément, nombre de masse “, et ils peuvent être représentés par des symboles en accord avec cette lecture. Par exemple,²⁴Mg est lu comme “ magnésium 24 “ et peut être écrit comme “ magnésium 24 “ ou “ Mg-24 “. ²⁵Mg est lu comme “ magnésium 25 “ et peut être écrit comme “ magnésium 25 “ ou “ Mg-25 “. Tous les atomes de magnésium ont 12 protons dans leur noyau. Ils diffèrent seulement parce qu’un atome de ²⁴Mg a 12 neutrons dans son noyau, un atome de ²⁵Mg a 13 neutrons et un atome de ²⁶Mg a 14 neutrons.

Il faut noter qu’en plus des noms et des symboles standard, les isotopes de l’hydrogène sont souvent mentionnés à l’aide de noms courants et des symboles qui les accompagnent. L’hydrogène 2, symbolisé ²H, est également appelé deutérium, et il est parfois symbolisé D. L’hydrogène 3, symbolisé ³H, est également appelé tritium et parfois symbolisé T.

Texte adapté d’ Openstax Chemistry 2e, Section 2.3 : Structure atomique et symbolisme.