化學中的“孿生兄弟”與“零規律”

冉思毅

摘 要：化學中有很多組共存亡的概念，可以把它們叫做“孿生兄弟”，而化學中的很多守恒規律，又可以把它們叫做“零規律”。

關鍵詞：化學；孿生；零規律

神奇的大自然不僅造就了人類，還衍生出了許多規律。我們中學階段學的相對論，在化學中有很多：化合價有正和負，化合價的正表示成鍵時元素失去電子或者是共用電子對偏離了該元素的原子；而化合價的負則表示成鍵時元素的原子得到電子或者是共用電子對偏向了該元素的原子。離子有陰離子和陽離子，帶負電荷的離子是陰離子，帶正電荷的離子是陽離子。電離出的陽離子全部是氫離子的化合物是酸，電離出的陰離子全是氫氧根離子的化合物是堿，在酸和堿這對概念中在無意中又把陰和陽聯系在了一起。酸性氧化物指的是與堿反應只生成鹽和水的氧化物，而堿性氧化物則指的是與酸反應只生成鹽和水的氧化物，在這對概念中酸與堿的對立體現得淋漓盡致。酸式鹽指的是鹽中還有未中和完的氫離子，而堿式鹽指的是鹽中還有未中和完的氫氧根離子。氧化還原反應中，得氧氧化，失氧還原，這里面的氧化與還原、得氧與失氧是同時存在和同時消失的。到了高中，我們通過化合價的升高和降低來判斷氧化和還原反應，化合價升高被氧化，化合價降低被還原，這里的升高和降低、氧化和還原，它們是不可能獨立存在的，即有升高必有降低，有氧化必有還原。做中和滴定的實驗中用到了儀器——酸式滴定管和堿式滴定管等，這樣的例子還有很多。

自然界中有很多守恒規律，即化學中的“零規律”：書寫化學式時要求正價和負價的代數和為零；溶液中陽離子所帶的正電荷總數與負電荷總數相等，它們的代數和為零；氧化還原反應中氧化劑得到的電子總數和還原劑失去的電子總數相等，它們的代數和為零；氧化還原反應中元素化合價升高的總數和化合價降低的總數相等，它們的代數和為零；離子方程式中左邊所帶的正電荷總數與右邊所帶的負電荷總數相等，它們的代數和為零；化學方程式中左邊的元素種類和原子個數與右邊的元素種類和原子個數相等，也就是它們之差為零；膠體中膠體粒子所帶的電荷總數與溶液中分散劑所帶的電荷總數相等，它們的代數和為零；原電池中負極失去的電子數和正極得到的電子數相等，它們的代數和為零；電解池中陽極失去的電子數和陰極得到的電子數相等，它們的代數和為零等。

只要我們用心去分析和研究，就會發現很多看似枯燥的內容其實很有趣，自然界的規律真是太神奇了。

編輯 栗國花