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化学式

2021-02-26 12:11:07
  • 化学主题

化学式(德语:chemische Formel/英语:chemical formula),是一种用来表示化学物质(也可能为元素或化合物)组成的式子。

一般情况下,由元素符号、数字或其他符号组成;这些符号单一行列,被限制在一个排版,并会出现上标和下标

下为常用符号:

  • - 连字符号 (英语:hyphen
  • ()括号(英语:parentheses
  • [] 中括号(英语:square parentheses
  • {}大括号(英语:curly brackets
  • + 正号(英语:positive sign
  • − 负号(英语:negative sign

读法

化学式的通则读法,一般是从右向左由正向负,读作“X化X”,如ZnO读作“氧化锌”HCl读作“氯化氢”

当一个分子中原子个数不止一个时,还要读出粒子个数,如“V2O5”读作五氧化二钒

带有酸原子团的要读成“O酸X”,如“Na2SO4”读作硫酸钠

另外,有的要读“氢氧化X”,如“NaOH”叫氢氧化钠

而在读含多种氧化数的化合物时还要注意其化合价数,例如“Fe”读作“铁离子”(如“FeCl3”读作“氯化铁”),“Fe”读作“亚铁离子”(如“FeCl2”读作“氯化亚铁”)。

若含结晶水应先读出结晶水的个数读作“X水合X”,如“CuSO4 ·5H2O”读作“五水合硫酸铜”(注:结晶水个数为1,也应读出个数,读作“一水合X”)。

化学式的分类

化学式主要分为下列几种:

  • 实验式(最简式)
  • 分子式
  • 示性式(结构简式)
  • 结构式
  • 键线式
  • 电子点式(路易斯结构式)

最简式

最简式(英语:Empirical Formula),又称实验式简式,是用元素符号表示化合物分子中各元素的原子个数比的最简关系式。

最简式一般都是通过分析化学的元素分析法(英语:Elemental Analysis)获得的,尤其是通过有机化学中燃烧法测定化合物中碳氢比,因此最简式又称实验式。过氧化氢(H2O2)以最简式仅记作HO,尽管它的一个分子中含有两个氢原子与两个氧原子。另一个例子是正己烷(C6H14),它以最简式记作C3H7。

最简式无法表示分子内原子的具体个数,亦无法表示分子结构,但在分析物质中某种元素的比例时起到重要作用。像是乙炔、苯的实验式均为CH,但乙炔的分子式是C2H2,苯的分子式是C6H6 。

分子式

分子式(英语:Molecular Formula),仅适用于分子化合物。非分子型化合物不宜用分子式表示,只能用实验式表示。

例如:氧气、二氧化碳、硫酸、乙烯等可用分子式O2 、CO2 、H2SO4 、C2H4 等表示。

当分子式相同时,也有可能不是一种物质 ,它们有可能是同分异构物 。

例如:乙醇和甲醚分子式相同(皆是C2H6O),但二者为不同物质。

示性式(结构简式)

示性式,或称结构简式,一般用来表示有机物,其分子中所含官能基的简化结构式。

例如:乙醇和甲醚分子式皆相同(皆是C2H6O),如何区分二者,就须看其示性式。乙醇示性式为C2H5OH;二甲醚为CH3OCH3。

键线式

键线式(英语:Skeletal Formula),是在纸面表示分子结构的最常用的方法,在表示有机化合物的立体结构时尤其常用。用键线式表示的结构简明易懂,并且容易书写。

结构式

结构式(英语:Structural Formula)是用元素符号和短线表示化合物(或单质)分子中原子的排列和结合方式的式子。是一简单描述分子式的方法,常用于有机化合物。

以乙醇为例,举例如下:

路易斯结构式

路易斯结构式(英语:Lewis structures),又称为电子点式,可以表达分子中各原子之间的化学键以及每个可能的孤对电子对。

有机化合物

表示有机化合物的化学式时,常有两种方法:分子式与结构式。

  • 分子式仅表示一种物质的组成成分,如乙烯的分子式:
C2H4
  • 结构式则亦表示了一种物质的组成结构。
通常来说,分子式可能会受同分异构体的困扰,而结构式则不会。如乙烯的结构式:H2C=CH2

注意这里的两个碳原子间用双横线连接以示双键。表示三键时,则可用三横线。单键的横线通常不写,但在可能存在歧义时应书写。

此外,在书写分子较大的有机物的示性式时,可以将重复的部分简记,如正十八烷记作:

CH3(CH2)16CH3

有时也用n作为未知数代表通式,如烷烃通式CnH2n+2。

参看

注释

规范控制