分子式和化合價(jià)
銅臭 / 2022-07-16
一、分子式
如前所述，某種物質(zhì)的分子是由一定種類和一定數(shù)量的原子所組成，因此分子也可按其組成用相應(yīng)的元素符號(hào)表示。這種用元素符號(hào)表示的物質(zhì)分子組成的式子叫做分子式，例如，氫氣、水和二氧化碳的分子式分別為H?、H?O和CO?。
單質(zhì)分子由同種元素的原子組成，寫(xiě)它的分子式時(shí)，先寫(xiě)出它的元素符號(hào)，在元素符號(hào)的右下角，寫(xiě)出組成分子的原子數(shù)。 例如氧氣的分子是由兩個(gè)氧原子組成的，所以氧氣的分 子式為“O?”;惰性氣體分子只有一個(gè)原子，所以它的分子式只用元素符號(hào)表示，例如氦氣的分子式為He。
化合物的分子是由不同元素的原子所組成。它的分子式必須表明這些元素以及每種元素的原子個(gè)數(shù)。寫(xiě)它的分子式時(shí)，習(xí)慣上把金屬元素符號(hào)寫(xiě)在左方，非金屬元素符號(hào)寫(xiě)在右方(若是由非金屬元素和氧元素組成的化合物，非金屬元素符號(hào)寫(xiě)在左方，氧元素符號(hào)寫(xiě)在右方)。各元素的原子數(shù)分別寫(xiě)在該元素符號(hào)的右下方，若原子數(shù)是1則可省略。例如，氧化鐵分子中含有兩個(gè)鐵原子和三個(gè)氧原子，所以它的分子式是Fe?O?；二氧化硫分子中含有一個(gè)硫原子和二個(gè)氧原子，所以它的分子式是SO?。
各種物質(zhì)的分子式，是用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定了它們的組成和分子量后得出來(lái)的，不能任意臆造。
必須指出，有許多單質(zhì)和化合物，并不存在分子。例如金屬鐵是由許多鐵原子組成的，但仍用元素符號(hào)“Fe”來(lái)表示，這并不表示它是單原子分子，只是說(shuō)明它是由鐵原子組成而已，其它金屬也是這樣。固體氯化鈉實(shí)際上也不存在分子，而是由許多鈉離子和氯離子組成，但鈉離子和氯離子數(shù)的最簡(jiǎn)比是1:1,所以把它寫(xiě)為NaCl。這種只表示組成物質(zhì)的各元素原子(或離子)數(shù)的最簡(jiǎn)比的式子，叫做化學(xué)式。化學(xué)式中各種原子量的總和稱為化學(xué)式量(或式量)，例如NaCI的式量等于23 +35.45=58.45。習(xí)慣上常把化學(xué)式也稱為分子式，把化學(xué)式量也稱為分子量。
分子式表示物質(zhì)的一個(gè)分子，如有幾個(gè)分子時(shí)，則在分子武前寫(xiě)上分子數(shù)。例如3個(gè)水分子和二個(gè)氧分子，它們分別用3H?O、2O?來(lái)表示。
分子式有下列五種含義;
分子式的意義 以H?O為例
(1)表示某種物質(zhì)和此物質(zhì)的一個(gè)分子； 表示為水和水的一個(gè)分子；
(2)表示組成此物質(zhì)的各元素； 表示水分子由氫和氧兩種元素組成;
(3)表示組成此物質(zhì)的一個(gè)分子中各元素的原子個(gè)數(shù)； 表示一個(gè)水分子由二個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子組成;
(4)表示此物質(zhì)的分子量； 表示水的分子量為18；
(5)表示此物質(zhì)中各元素的重量比。 表示水分子中氫和氧的重量比為1:8。
此外，根據(jù)化合物的分子式，還可以計(jì)算化合物中各元素的重量百分比。例如，水的分子式是H?O,其中氫和氧的重量百分比可計(jì)算如下:
由水的分子式算得水的分子量是18.016。由于1個(gè)水分子中含有兩個(gè)原子量為1.008的氫原子，所以，
同樣，由于1個(gè)水分子中含有一個(gè)原子量為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，就可計(jì)算在一定重量的化合物中，所含該元素的重量:
元素的重量=化合物的重量×該元素的重量百分比
例1:計(jì)算1噸( 1000公斤)純Al?O?中含鋁多少公斤。解:由氧化鋁的分子式算得它的分子量是102。由于1分子氧化鋁中含有原子量為27的鋁原子二個(gè)，所以
二、化合價(jià)
兩種或兩種以上元素組成的化合物分子中，各種元素的原子個(gè)數(shù)不是任意的，而是按一定數(shù)目相互結(jié)合的。
下面幾種含氫化合物，其中各元素的原子個(gè)數(shù)之比如下:
這就說(shuō)明了不同氫化物中各元素的原子與氫原子個(gè)數(shù)之比是不同的，且有一定的限制，、為此引入化合價(jià)的概念。一種元素的原子按一定數(shù)目與其它元素的原子相互化合的性質(zhì)，叫做該元素的化合價(jià)。通常以氫元素的化合價(jià)為1,其它各元素的化合價(jià)，可根 據(jù)該元素- 個(gè)原子能和幾個(gè)氫原子相互化合來(lái)確定。如上述三種氫的化合物中，氯元素是1價(jià)，氧元素是2價(jià)，氮元素是3價(jià)。不與氫元素組成化合物的元素，可用它們的氧化物來(lái)計(jì)算，以氧元素的化合價(jià)等于2做標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算這些元素的化合價(jià)。例如從氧化鈣(CaO)分子式，可決定鈣( Ca)的化合價(jià)是2。
化合物中元素的化合價(jià)有正價(jià)和負(fù)價(jià)之分，通常有下列規(guī)則(個(gè)別有例外):
(1 )氫在化合物里為+ 1價(jià)。
( 2 )氧在化合物里為-2價(jià)。
( 3 )金屬元素一般是正價(jià)。
( 4 )非金屬元素與金屬或氫化合時(shí)呈負(fù)價(jià)，與氧化合時(shí)呈正價(jià)。
(5)各化合物的分子，總是由某些顯正價(jià)的元素和某些顯負(fù)價(jià)的元素組成，并且正、負(fù)化合價(jià)總數(shù)的代數(shù)和等于零。
根據(jù)上述規(guī)則，就可以寫(xiě)出化合物的分子式或確定化合物中某元素的化合價(jià)。
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