化學(xué)家已發(fā)現(xiàn)109種元素,這些元素的原子,以不同的方式結(jié)合就產(chǎn)生各種各樣的分子。世上萬物都是由這些分子組成。例如,水是由水分子組成的,水分子是由一個(gè)氧原子和二個(gè)氫原子組成。如果用文字來表達(dá)物質(zhì)的組成,不但非常麻煩,而且各國文字不同,很難統(tǒng)一。自從有了化學(xué)分子式,世界上就有了統(tǒng)一的化學(xué)詞匯,如水用H2O表示,就簡(jiǎn)單多了。
這種化學(xué)王國的統(tǒng)一詞匯,是許多年研究的成果?,F(xiàn)在,我們可以方便地書寫物質(zhì)的分子式了。單質(zhì)的分子式,是在組成這種單質(zhì)的元素符號(hào)右下角標(biāo)上原子的個(gè)數(shù)。如氮?dú)?mdash;—N2,氧氣——O2,銅——Cu。
假如是化合物,只要事先知道組成這個(gè)化合物一個(gè)分子中各原子的個(gè)數(shù),然后依據(jù)正價(jià)原子在前,負(fù)價(jià)原子在后的原則,分別標(biāo)上數(shù)字即可。如,水分子為H2O,生石灰為CaO,鹽酸為HCL。
有了物質(zhì)的分子式,成千上萬種物質(zhì),都可以簡(jiǎn)潔明了地表示出來,而且全世界通用,學(xué)習(xí)也更方便了。
化學(xué)家用元素符號(hào)代表元素,用元素符號(hào)的組合——分子式代表各種各樣的物質(zhì)。我們把元素符號(hào)和分子式,分別比作英語中的字母和詞匯。這比較清晰地表達(dá)了元素符號(hào)和分子式之間的關(guān)系?;瘜W(xué)家正是依照這種思想,把分子式用適當(dāng)?shù)姆?hào)(如+,=)聯(lián)結(jié)而成的句子來表示物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng),這好像用詞匯組成的語句一樣。這樣的句子,化學(xué)家稱之為化學(xué)反應(yīng)方程式。
例如,水分解成氫氣和氧氣的反應(yīng),可用下述的化學(xué)反應(yīng)方程式來表達(dá):
2H2O(液)=2H2(氣)+O2(氣)
這個(gè)化學(xué)方程式,如果用文字來表達(dá),那就是:“2摩爾重36克的液態(tài)水分解生成2摩爾重4克的氫氣和1摩爾重32克的氧氣”,非常煩瑣難讀。因此,化學(xué)中所采用的化學(xué)方程式,與元素符號(hào)、分子式一樣非常簡(jiǎn)潔明了,而且全世界通用。
世界上的物質(zhì)千千萬萬,它們間的化學(xué)反應(yīng)多種多樣。如酒精的分子式為C2H6O,但這個(gè)分子式還可以表示另一種物質(zhì)——甲醚。因此,只用一個(gè)化學(xué)方程式還不能完全表達(dá)清楚,化學(xué)家采用一種以結(jié)構(gòu)式代替分子式表示的化學(xué)方程式。再如,水的分解是吸熱反應(yīng),而氫氣燃燒生成水的反應(yīng)是放熱反應(yīng),這樣,上述的方程式又不能表示,于是化學(xué)家就改用一種熱化學(xué)方程式來正確表達(dá)。