淺析化學分子式的規律

劉逸洋

摘要：化學分子式是化學學習中比較基礎的知識，對于我們學好化學內容有著重要意義?；瘜W分子式其本身具有一定的規律，本文主要從高中生的角度出發，分析化學中分子式的相關規律，以期望能夠幫助更多的同學更好學習化學。

關鍵詞：化學；分子式；規律

一、引言

化學分子式主要是指用化學符號表示物質分子組成的一種式子，它們體現的是構成該化合物的成分。另外，化學分子式還體現了各成分之間的原子數比例及重量總和，它們跟別的化學表達式之間存在很大的差異。

二、化學分子式的相關規律

（一）有機物的化學分子式的規律

通常有機物C.H.O.N等成分是排在第一位的，除了特殊的乙酸NA，是乙酸排于首位，NA緊隨其后，除此之外的鹽酸基本上是先寫陽離子。分子式和其他的表達式之間存在很大的差異，對于常見的化合物而言，分子式和其他化學表達式之間有一定的關聯，也可以說它的相對分子質量和其他化學表達式之間有關聯。只有相對分子質量和其他化學表達式的相對分子質量一樣時，他們所表達的含義才是一樣的。我們學習的化學分子式中，有些化合物的分子式與化學表達式是一樣的。例如：氧的分子式是O2，體現的是1個氧分子由2個氧原子構成，分子量都是31.9988。

另外，乙酸的分子式是C2H4O2，意味著1個乙酸分子由2個碳原子、4個氫原子和2個氧原子結合而成，他的分子式和最簡式就是不相同的。水分子可以寫成H2O，其體現的是1個水分子由2個氫原子和1個氧原子結合而成。氯化氫分子可以寫成HCl，其體現的是1個氯化氫分子由1個氫原子和1個氯原子結合而成，HCl的分子式和化學表達式寫出來是一樣的。分子式展示給我們的是該化合物的名字、相對分子質量、涵蓋的成分以及數量。在化學學習的過程中，分子式通常都是用分子晶體來表達的，而分子晶體基本上都是由各個分子之間的相互作用而形成的。

我們在學習化學的過程中，往往可以通過燃燒得到的產物判斷出物質，因為這是這些元素共有的規律。某有機物完全燃燒后：

如果得到的物質是CO2和H2O，那么他們的成分就是C、H或C、H、O。

如果想深入探索該化合物中是否存在氧元素，就要通過以下幾個步驟來驗證：第一，需要監測出CO2中碳成分的質量及H2O中氫成分的質量。第二，把碳、氫成分的質量相加，并和原先化合物的質量相對照，如果結果一樣，說明原化合物的成分中沒有氧，相反的，原化合物的成分中存在氧元素。

例1：將特定化合物足夠燃燒后的產物放進飽和的石灰水中充分溶解，經過濾發現沉淀物有20g，濾液質量比原石灰水下降5.8g。該有機物可能是？

解析：在該題中，解題主要是計算化合物中C和H原子數量比。沉淀20g為CaCO3，那么化合物中存在C原子為0.2mol，根據質量守恒可以知道：m（CO2）m（H2O）=m（CaCO3）-5.8g，44g/mol×0.2 mol m（H2O）=20g-5.8 g，m（H2O）=5.4g，n（H2O）=0.3 mol。所以有機物中n（C）：n（H）=0.2 mol：（0.3 mol×2）=2：6。對照可能會為乙醇和乙二醇 。

（二）無機物的化學分子式的規律

與有機物相比的是，無機物中除了PH3.CH4外，H都是在前面。酸的話H排在首位，堿的話OH排于末尾，但是除了乙酸。無機物的一些規律還有些存在于結構的類似上。例如：在立足于離子晶體的基礎上，是由于共價鍵結合而成的小分子。分子間以范德華力相互作用，組合成分子晶體。如，NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、PCl5等。他們的構成通常遵循此規律：陰離子的化合價為1，僅僅存在一個核心原子，進而搭配一個相關的原子，但是缺乏能力和其他中心原子組合。

在立足于離子晶體的基礎上，因為離子容易受到影響，原本存在于單個原子的運動，逐漸向兩個或多個原子核移動，所以賦予了金屬鍵的特性，此時就出現了向金屬晶體的衍變。如CuSO4、CuO、CuS、CuSe、CuTe等，CuTe成為經典的金屬型化合物。

通過晶體相關的特征，例如熔點之類的，我們可以得到相似的規律，這些規律相同，他們也是一類型的物質，他們的化學分子式大致相同，同時，它們的性質也大致相同，這是一個循環的。例如NaCl是常見的離子晶體，MgCl2也屬于離子晶體，但按照離子晶體的晶格能表達式，MgCl2的熔點是大于NaCl的，此種情況跟現實是相悖的，所以要足夠重視離子極化的影響。

另外由SiCl4到PCl5，體現的是陽離子的極化能力劇烈的現象。在屬于分子晶體的基礎上，范德華力對其熔沸點有著至關重要的影響。因此，伴隨著分子量升高，熔沸點也逐漸增加的衍變趨勢，這是第三變化階段的現象。相較氟化物而言，因為氟離子的受到影響的能力較小，所以非常難被極化。

（三）其他方面

我們常見的化學物質是否存在顏色，一般由其電子基態與其激發態間能量差的高低來確認。如果這個能量差能用人眼來觀察到，那么該化學物質就是有顏色的；相反的，就沒有顏色。例如日常中遇到的Ag+、I-等離子是沒有顏色的，主要因為它們之間的能量差較高，并且存在于比紫外線能量更強的范圍內，是人的肉眼所無法看到的。

碳酸鹽的分解是由于金屬離子的反極化作用而導致的，通常選擇“MCO3=MO+CO2”來體現。探索這類問題的重點是對照陽離子的極化能力。因為金屬離子的極化能力有區別，其硝酸鹽的表達格式也存在差異。這種現象和金屬活動順序表是相同的（但無法用規定的電極電勢來闡明）：

處于Mg之前的化學表達式，2NaNO3=2NaNO2+O2。

處于Mg-Cu間的化學表達式，2Pb（NO3）2=2PbO+4NO2+O2。

處于Cu后的化學表達式，2AgNO3=2Ag+2NO2+O2。

出現這種情況是因為陽離子的極化能力存在差異，造成各層次產物的熱穩定性也存在差異，所以才出現這樣的狀態。

結語

由于化學分子式中間存在著一些規律，所以在學習這些物質的基本屬性時，比如熔點或者燃燒時的性質，我們都可以試圖找到它們之間的規律和聯系。所以對于我們學生來說，就是要多發現問題，多總結規律，養成這樣的習慣后，會幫助我們把化學知識學的更好。

參考文獻：

[1]華雪瑩.確定有機物分子式的幾種巧妙方法[J].中學生理科應試.2017（01）

[2]楊海龍.例析有機物分子式的確定[J].中學生數理化（高二）.2017（02）endprint