浅谈化学式与化合价

浅谈化学式与化合价

物质的组成常用化学式来表示，而化学式是用元素符号来表示的，在书写物质化学式时，除利用元素符号外，还要利用化合价，可见化学式与化合价有着的密不可分的关系。现就有关问题作如下浅析：

一、化学式的涵义及其书写

化学式就是用元素符号来表示物质组成的式子。当实验测得某纯净物由哪些元素组成，并且每种元素各有多少个原子时，这种物质的组成就确定不变了。确切地说每种纯净物只能用一个化学式来表示，这就是配平化学方程时，不能随意改动化学式中表示原子个数的小写数字之原因。

我们知道纯净物是由一种物质组成(或由同种分子构成)，它包括单质和化合物。怎样用元素符号来表示它们的组成呢?现对有关知识进行逐一说明。

1单质化学式的书写

单质是由同种元素组成的纯净物，它包括原子单质和分子单质。

(1)原子单质。即由原子直接构成的单质，其化学式可直接用元素符号来表示。它包括三种类型：①金属单质，如：铁、铝、铜等分别可用Fe、Al、Cu来表示；②某些固体非金属单质，如：硅、碳、硫可分别用si、c、s直接表示(碘单质I，除外)；③稀有气体，如氦气、氖气、氩气可分别用He、Ne、Ar直接表示。

(2)分子单质。即由分子构成的单质，它的每分子至少由两个或两个以上的同种原子构成，故在书写它们的化学式时必须在元素符号右下角标明其原子个数。如：氧气O2、臭氧O3、氯气N2、氯气Cl2等，为了便于记忆，现将单质化学式的书写归纳如下：

原子单质化学式，元素符号直表示；

包含固体非金属，稀有气体和金属；

若是分子单质时，角标数字应标注。

2化合物化学式的书写

化合物是由不同种元素组成的纯净物，在书写化合物的化学式前，首先要弄清楚该化合物由哪些元素组成，各元素之间的原子个数之比是多少，然后根据其书写规则按顺序写出组成各元素的符号，并在元素符号右下角标明每个分子中各元素的原子个数。在书写化合物化学式时一般遵循以下规则：

(1)若由金属和非金属两种元素组成的化合物，其化学式应按“左金右非”方式来书写。如氯化钠(NaC1)，硫化钾(K2s)等。

(2)若利用化合价，一般按其“正前负后”的方式来书写。如氯化氢(HCl)、二硫化碳(CSO2)等，NH3、PH3，烷烃，有机酸和有机酸盐等例外。

(3)书写氧化物的化学式时，应按其“另左氧右”的顺序来书写。如过氧化氢(H2O2)、五氧化二磷(P2O5)等。

(4)当原子(或根)的个数是“1”时“1”应省略不写；多于“1”时必须标明数目，若是原子团(或根)必须先打上括号后标明数字。如硫酸铵：(NH4)2SO4、硫酸铝：A12(SO4)3；但在碱式盐中的“OH”，即使数目为“1”，括号也能“丢”弃，如碱式氯化镁：Mg(OH)C1等。在此将化合物化学式书写规则总结归纳如下：

左金右非要分清，一般正前负后面：氧化物中氧写右，顺写读时按倒念；原子个数“1”省略，其它数字应标明；若根个数多于“1”，打好括号标数字。

二、化合价

要正确书写物质的化学式，熟练掌握元素的化合价。化合价是一种元素一定数目的原子和其它元素一定数目的原子相互化合，化合价也叫氧化数，它有正、负之分。

1化合价数值的确定

(1)在离子化合物中，元素化合价的数值，取决于这种元素的一个原子得失电子的数目(失正得负)，且化合价数等于其得失电子数。例如：MgCl2在形成过程中，每个Mg原子失去2个电子而显+2价，而每个C1原子得到1个电子而显一1价(得失电子数目必须守恒)。一般来讲典型的金属元素(碱金属元素或碱土金属元素)与典型的非金属元素(卤族元素)反应可形成离子化合物。

(2)在共价化合物中，元素化合价的数值取决于与这种元素的一个原子跟其它元素的原子形成共用电子对的数目(偏离为正，偏向为负)，即某元素化合价数等于该元素1个原子共用的电子对数，例如：在H2O分子的形成过程中每个H 原子与O原子形成一对共用电子对，且电子对偏离于H原子，故氢元素为+1价，而每个O原子与H原子形成了两个共用电子对，且电子对偏向(或偏近)于氧，故氧元素为一2价。值得注意的是，同一元素的某些原子在不同条件下，既可得到电子(或共用电子偏近)，也可失去电子(或共用电子对偏离)，而且得失电子的数目(或共用电子对数目)也可不同，故元素表现出可变化合价。如s的化合价有：+4、+6、-2；Fe的化合价有+2、+3价等。

在化合物中，不但元素具有化合价，而且根也具有化合价。如+1价的有铵根NH4；-1价的有氯酸根ClO2，硝酸根NO3、氢氧根OH等；-2价的有碳酸根

CO3、硫酸根SO4、硅酸根SiO3等；-3价有磷酸根PO4。变价原子团(或根)有MnO4，当MnO4,为-1价时叫高锰酸根，为-2价时叫锰酸根(这是由于Mn元素的化合价不同所致)。

特别值得注意的是，在同一物质中，同一元素的化合价也不一定相同。例如：在硝酸铵NH4NO3中，氮元素在NH4中为-3价，而在NO3中却为+5价，又如Fe3O4中的铁元素等。

(3)在单质中，由于元素的化合价是元素之间相互化合时表现出来的一种性质，故在单质里元素的化合价为零。

(4)元素的化合价与元素原子最外层上电子数的关系：一般除氧、氟和稀有气体元素外，其他元素的最高正化合价数等于其原子最外层上的电子数：当最外层上的电子数多于4时(稀有气体元素除外)有负化合价，其负价数等于8减去最外层电子数(或负化合价最外层电子数-8)，如P最高正价为+5价，负价为-3：同理S为+6价、-2价等。

2常见元素的化合价

在书写物质化学式时，我们不但要熟记元素的化合价，而且也要熟记根(或原子团)的化合价，加之有些元素有可变化合价，在记忆方面具有一定的困难，为此，必须要用一种科学归类之方法加以整合，方能达到事半功倍的效果，现将常见元素(或根)的化合价总结如下：

(1)不变价元素或根

正一价：钾、钠、氢和银，正二：锌、钙、钡、镁、铅；三铝四硅负二氧，单质元素价为零；常见根价要牢记，铵根显的是正一；氯酸根和硝酸根以及氢氧根负一；碳酸硫酸根负二，磷酸根按负三记，以上均为不变价，熟记用处大得很。

(2)变价元素

变价元素要记住，四六负二硫元素：铜汞常有一二价，铁有二三碳二四；正二四五负三氮，磷有正五正负三：锰为二四六七价，氯正负一正五七；氯溴碘有多种价，卤化物中为负一：无论何种化合物，正负总价和为零。

化学式表示了物质的组成，化合价反映了不同元素之间相互化合时的原子数目关系，我们可以根据元素的化合价写出物质的化学式；也可根据某物质化学式推出所含某元素的化合价。总之，熟练掌握元素(或根)的化合价，为正确书写物质化学式、离子符号、电离方程式、离子反应式、电子式以及氧化还原反应式等打下了坚实的基础。