Une transformation chimique est une transformation durant laquelle il y a réorganisation des atomes d’une ou plusieurs substances ( attention, les atomes ne sont ni créés ni détruits, d'après le principe de conservation de la matière dans un système thermodynamique isolé comme par exemple l'Univers ). En effet, on observe la rupture et la formation de nouvelles liaisons entre les atomes. Une équation dite équation chimique, ou équation-bilan, ou plus simplement bilan traduit la réorganisation des atomes observée.

L’équation-bilan informe sur :

• la nature des réactifs (par leurs formules chimiques et leurs états physiques) qui sont placés à gauche du signe " = " du bilan.
• la nature des produits (par leurs formules chimiques et leurs états physiques) qui sont placés à droite du signe " = " du bilan.
• les proportions dans lesquelles les réactifs réagissent.
• et les proportions dans lesquelles les produits se forment.

Ici nous supposons que les espèces chimiques dont on observe la disparition ( = les réactifs ) sont regroupées à gauche du signe " = " de l'équation-bilan et les espèces chimiques dont on observe la formation ( = les produits ) sont regroupées à droite du signe " = " de l'équation-bilan. Ce choix d’écriture, même s’il n’est pas obligatoire, est néanmoins le plus fréquent.

Une équation-bilan est convenablement équilibrée lorsqu’on observe le même nombre de chaque type d’atomes de chaque côté du signe " = " dans l'équation chimique. Le choix des nombres stœchiométriques est arbitraire car toute multiplication par un même nombre de l’ensemble des nombres stœchiométriques conduit à une nouvelle équation chimique qui convient pour décrire la même transformation chimique. À titre d’exemple, nous proposons l’équation-bilan suivante de la réaction ( chimique ) de combustion du méthane : CH₄(g) + O₂(g) = CO₂(g) + H₂O (l). Nous remarquons que l’état physique des participants chimiques est précisé entre parenthèses. En effet, (g) signifie gaz, (s) signifie solide, (l) signifie liquide, et (aq) est utilisé pour désigner une espèce chimique soluté en solution dans le solvant eau ( pure ). De façon générale, une équation-bilan s’écrit sous la forme générale : \(\overline{{\nu}_1}\cdot A_1 ~+~ \overline{{\nu}_2}\cdot A_2 ~+~ \cdots ~+~\overline{{\nu}_{k-1}}\cdot A_{k-1}~=~\overline{{\nu}_k}\cdot A_k ~+~ \cdots ~+~\overline{{\nu}_{N}}\cdot A_{N}\) . Les coefficients \(\{ \overline {{\nu}_i} \}\) sont les nombres stœchiométriques (ou coefficients stœchiométriques) arithmétiques (c'-à-d qu'ils sont toujours positifs). Parmi les espèces chimiques notées ici { A_i } ( c'-à-d les réactifs et les produits ) , on distingue ceux du membre de gauche (c'-à-d que l'indice i est compris entre 1 et k −1) appelés réactifs (et parfois réactants) de ceux du membre de droite (c'-à-d que l'indice i est compris entre k et N) appelés produits. Une équation-bilan peut aussi s'écrire sous la forme générale : \(0~=~{{\nu}_1}\cdot A_1 ~+~ {{\nu}_2}\cdot A_2 ~+~ \cdots ~+~{{\nu}_{k-1}}\cdot A_{k-1}~+~{{\nu}_k}\cdot A_k ~+~ \cdots ~+~{{\nu}_{N}}\cdot A_{N}~=~ \sum_{i=0}^{N} \left ( {\nu}_i \cdot A_i \right )\) de telle sorte que les coefficients \(\{ {{\nu}_i} \}\) sont les nombres stœchiométriques algébriques ( c'-à-d qu'ils sont positifs ou négatifs ) et qui sont liés aux coefficients stœchiométriques arithmétriques \(\{ \overline {{\nu}_i} \}\) par la relation : \( \begin{cases} {\nu}_{i}~=~ + \overline{{\nu}_i} \quad \quad \text{si l'indice } i \geq k ~\text{(pour les produits)} \\ {\nu}_{i}~=~ - \overline{{\nu}_i} \quad \quad \text{si l'indice } i < k ~\text{(pour les réactifs)} \\ \end{cases} \) .

À titre d’exemple nous proposons le bilan : 2.Na(s) + Cl₂(g) = 2.NaCl(s) ; et nous indiquons les valeurs des nombres stœchiométriques (ou coefficients stœchiométriques) arithmétiques : n(NaCl) = 2 ; n(Na) = 2 ; n(Cl2) = 1 . Et les nombres stœchiométriques (ou coefficients stœchiométriques) algébriques sont égaux à : n(NaCl) = 2 ; n(Na) = -2 ; n(Cl2) = -1 . Et donc, le bilan précédent peut aussi s'écrire sous la forme : 0 = 2.NaCl(s) - 2.Na(s) - Cl₂(g) .