分子式和化合价
铜臭 / 2022-07-16
一、分子式
如前所述，某种物质的分子是由一定种类和一定数量的原子所组成，因此分子也可按其组成用相应的元素符号表示。这种用元素符号表示的物质分子组成的式子叫做分子式，例如，氢气、水和二氧化碳的分子式分别为H₂、H₂O和CO₂。
单质分子由同种元素的原子组成，写它的分子式时，先写出它的元素符号，在元素符号的右下角，写出组成分子的原子数。 例如氧气的分子是由两个氧原子组成的，所以氧气的分 子式为“O₂”;惰性气体分子只有一个原子，所以它的分子式只用元素符号表示，例如氦气的分子式为He。
化合物的分子是由不同元素的原子所组成。它的分子式必须表明这些元素以及每种元素的原子个数。写它的分子式时，习惯上把金属元素符号写在左方，非金属元素符号写在右方(若是由非金属元素和氧元素组成的化合物，非金属元素符号写在左方，氧元素符号写在右方)。各元素的原子数分别写在该元素符号的右下方，若原子数是1则可省略。例如，氧化铁分子中含有两个铁原子和三个氧原子，所以它的分子式是Fe₂O₃；二氧化硫分子中含有一个硫原子和二个氧原子，所以它的分子式是SO₂。
各种物质的分子式，是用实验方法测定了它们的组成和分子量后得出来的，不能任意臆造。
必须指出，有许多单质和化合物，并不存在分子。例如金属铁是由许多铁原子组成的，但仍用元素符号“Fe”来表示，这并不表示它是单原子分子，只是说明它是由铁原子组成而已，其它金属也是这样。固体氯化钠实际上也不存在分子，而是由许多钠离子和氯离子组成，但钠离子和氯离子数的最简比是1:1,所以把它写为NaCl。这种只表示组成物质的各元素原子(或离子)数的最简比的式子，叫做化学式。化学式中各种原子量的总和称为化学式量(或式量)，例如NaCI的式量等于23 +35.45=58.45。习惯上常把化学式也称为分子式，把化学式量也称为分子量。
分子式表示物质的一个分子，如有几个分子时，则在分子武前写上分子数。例如3个水分子和二个氧分子，它们分别用3H₂O、2O₂来表示。
分子式有下列五种含义;
分子式的意义 以H₂O为例
(1)表示某种物质和此物质的一个分子； 表示为水和水的一个分子；
(2)表示组成此物质的各元素； 表示水分子由氢和氧两种元素组成;
(3)表示组成此物质的一个分子中各元素的原子个数； 表示一个水分子由二个氢原子和一个氧原子组成;
(4)表示此物质的分子量； 表示水的分子量为18；
(5)表示此物质中各元素的重量比。 表示水分子中氢和氧的重量比为1:8。
此外，根据化合物的分子式，还可以计算化合物中各元素的重量百分比。例如，水的分子式是H₂O,其中氢和氧的重量百分比可计算如下:
由水的分子式算得水的分子量是18.016。由于1个水分子中含有两个原子量为1.008的氢原子，所以，
同样，由于1个水分子中含有一个原子量为16的氧原子，所以，
由此可知，化合物中某元素的重量百分比等于:
如知道化合物中某元素的重量百分比，就可计算在一定重量的化合物中，所含该元素的重量:
元素的重量=化合物的重量×该元素的重量百分比
例1:计算1吨( 1000公斤)纯Al₂O₃中含铝多少公斤。解:由氧化铝的分子式算得它的分子量是102。由于1分子氧化铝中含有原子量为27的铝原子二个，所以
二、化合价
两种或两种以上元素组成的化合物分子中，各种元素的原子个数不是任意的，而是按一定数目相互结合的。
下面几种含氢化合物，其中各元素的原子个数之比如下:
这就说明了不同氢化物中各元素的原子与氢原子个数之比是不同的，且有一定的限制，、为此引入化合价的概念。一种元素的原子按一定数目与其它元素的原子相互化合的性质，叫做该元素的化合价。通常以氢元素的化合价为1,其它各元素的化合价，可根 据该元素- 个原子能和几个氢原子相互化合来确定。如上述三种氢的化合物中，氯元素是1价，氧元素是2价，氮元素是3价。不与氢元素组成化合物的元素，可用它们的氧化物来计算，以氧元素的化合价等于2做标准，计算这些元素的化合价。例如从氧化钙(CaO)分子式，可决定钙( Ca)的化合价是2。
化合物中元素的化合价有正价和负价之分，通常有下列规则(个别有例外):
(1 )氢在化合物里为+ 1价。
( 2 )氧在化合物里为-2价。
( 3 )金属元素一般是正价。
( 4 )非金属元素与金属或氢化合时呈负价，与氧化合时呈正价。
(5)各化合物的分子，总是由某些显正价的元素和某些显负价的元素组成，并且正、负化合价总数的代数和等于零。
根据上述规则，就可以写出化合物的分子式或确定化合物中某元素的化合价。
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