化學(xué)家使用化學(xué)符號(hào)、化學(xué)式化學(xué)反應(yīng)方程式來講解和有關(guān)物質(zhì)和它的變化。因此,為了有效地學(xué)習(xí)化學(xué),使學(xué)生們
地使用本學(xué)科的符號(hào)是必要的。
2.1符號(hào)
在指明元素時(shí),作為一種方便的手段,化學(xué)家習(xí)慣上采用編編的方法,因?yàn)檫@樣比寫它們的名稱更快。這些編寫就叫做符號(hào)對(duì)于氫來說,符號(hào)是;氧的符號(hào)是O;碳的符號(hào)是C。有時(shí)兩個(gè)或多個(gè)元素的名稱開頭的字母相同,就需要用兩個(gè)字母作為它的符號(hào)來加以區(qū)分。舉例來說,Ca是鈣的符號(hào),Co是鉆的符號(hào)Cr是鉻的符號(hào),C1是氯的符號(hào)和Ni是鎳的符號(hào)。多于兩個(gè)字時(shí)的元素符號(hào)是沒有的,并且第一個(gè)字母總是大寫。有些符號(hào)是式素拉丁文名稱的縮寫,例如Fe是鐵的符號(hào)(拉丁文 Ferrum),Na是鈉的符號(hào)(拉丁文 Natriun)和和Cu是銅銅的符號(hào)( Cuprum)。的符號(hào)是W,它來源于德文 Wolfram。所有已知元素的符號(hào)證列在本書前封面內(nèi)側(cè)的原子量表中。
2.2化學(xué)式
一個(gè)化學(xué)式是一個(gè)單一符號(hào)或一組符號(hào),它代表一種物質(zhì)的組成。一個(gè)化學(xué)式中的符號(hào)代表這一種物質(zhì)中存在的元素。例如NaC1是氯化鈉(食鹽)的化學(xué)式,并因此確定了元素鈉和氯。請(qǐng)注意在這個(gè)化學(xué)式中元素鈉和氯有相等的原子數(shù)。但在化合物中如果一種給定的元素超過一個(gè)原子時(shí),就需要在化學(xué)式中加注腳碼來標(biāo)明原子數(shù)。舉列來說,水的化學(xué)式H4O表明每個(gè)水分子電含有兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子。硫酸是用化學(xué)式H2SO4來代表的它表明在分子中有兩個(gè)氫原子、一個(gè)硫原子和四個(gè)氧原子。硫酸鋁的化學(xué)式A12(SO4)s說明它有兩個(gè)鋁原子和三個(gè)硫酸根。每個(gè)硫酸根含有一個(gè)碗原子和四個(gè)氧原子。因此,這個(gè)化學(xué)式表明總的原子數(shù)為兩個(gè)鋁原子,三個(gè)硫原子和十二個(gè)氧原子。
硫最常見變體的分子是Ss,表明這種單質(zhì)的每個(gè)分子中含有八個(gè)硫原子(見第一章圖1x2)。單質(zhì)氫和氧(雙原子分子)的分子式是H2和和O2,而氨(一種單原子分子)的分子式是He。請(qǐng)注意H2和2H所表示的含義是不同的。H2代表氫的一個(gè)分子含有兩個(gè)化學(xué)結(jié)合的氫原子。另一方面,2H指明這兩個(gè)氫原子并不是結(jié)合在一起的整體,而是兩個(gè)分離開的微粒。
2.3化學(xué)方程式
原子是元素參加化學(xué)變化的基本粒子。物質(zhì)是以原子組成的分子或離子(離子是帶電荷的原子或原子團(tuán))而參加變化的?;瘜W(xué)變化是原子或離子的重新組合而形成其它的物質(zhì)?;瘜W(xué)方程式是化學(xué)家描述化學(xué)變化的一種速寫表示方式,并用符號(hào)和化學(xué)式來指明參加化學(xué)變化的物質(zhì)的組成,書寫方程式的人必須知道什么是反應(yīng)物和什么是生成物,并能為這些物質(zhì)寫出正確的化學(xué)式。
水的電解可以敘述如下,“用電流分解水時(shí),生成了氫氣和氧氣”它可以表示為:
H2O→電解→H2+O2
將反應(yīng)物化學(xué)式寫在箭號(hào)的左邊和將產(chǎn)物化學(xué)式寫在箭號(hào)的右邊。把箭號(hào)讀成“給出”、“產(chǎn)生"或“生成”。表示式右邊的+號(hào)讀為“和”它不含有數(shù)學(xué)上相加的意思。當(dāng)一個(gè)+號(hào)出現(xiàn)在方程式左邊的兩個(gè)反應(yīng)物化學(xué)式之間時(shí),它表示“和……反應(yīng)”。發(fā)生反應(yīng)的特定條件,往往在箭號(hào)的上邊或者下邊予以指明。舉例來說在方程程式(1)的箭號(hào)上邊寫的“電解”二字表示反應(yīng)是通過電流而進(jìn)行的。
現(xiàn)在來看,表示式(1)同物質(zhì)守恒定律不相符合。氧原子的永分子不能生成有兩個(gè)氧原子的分子O2。為了與這定律相符,需要在一個(gè)化學(xué)式前面引人適當(dāng)?shù)臄?shù)字(系數(shù))來平方程式。于是,兩個(gè)水分子將能提供兩個(gè)氧原子而產(chǎn)生一個(gè)雙原子的氧分子。兩個(gè)水分子將提供4個(gè)氫原子而能產(chǎn)生兩個(gè)雙原子的氧分子。配平的方程式是:
2H2O→2H2+O2
重要的一點(diǎn)是應(yīng)記住不能改變化學(xué)式的腳碼去配平一個(gè)方程式困為物質(zhì)有確定的原子組成,它不會(huì)因僅僅改變化學(xué)式的腳碼而發(fā)生變化。
有時(shí)在方程式中用符號(hào)△來代表為了使反應(yīng)進(jìn)行所必須加的熱。例如,氯酸鉀加熱分解生成氯化鉀和氧:
2KC1O3(氯酸鉀)+熱(或△)→2KC1(氯化鉀)+302(氧) (3)
或 2KC103→△→2kc1+302
如果需要強(qiáng)調(diào)化學(xué)反應(yīng)中有熱量產(chǎn)生這個(gè)事實(shí),將符號(hào)放在箭號(hào)的右邊。
C(碳)+O2(氧)→CO2(二氧化碳)+熱(或△)
從溶液反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物可以用一個(gè)向上的箭號(hào)(↑)來注明。
2NA(金屬鈉)+2H2O(水)→2NAOH(氫氧化鈉)+H2↑(氫)