浅析化学分子式的规律

2018-01-25刘逸洋

神州·中旬刊 2018年1期

关键词：分子式规律化学

刘逸洋

摘要：化学分子式是化学学习中比较基础的知识，对于我们学好化学内容有着重要意义。化学分子式其本身具有一定的规律，本文主要从高中生的角度出发，分析化学中分子式的相关规律，以期望能够帮助更多的同学更好学习化学。

关键词：化学；分子式；规律

一、引言

化学分子式主要是指用化学符号表示物质分子组成的一种式子，它们体现的是构成该化合物的成分。另外，化学分子式还体现了各成分之间的原子数比例及重量总和，它们跟别的化学表达式之间存在很大的差异。

二、化学分子式的相关规律

（一）有机物的化学分子式的规律

通常有机物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紧随其后，除此之外的盐酸基本上是先写阳离子。分子式和其他的表达式之间存在很大的差异，对于常见的化合物而言，分子式和其他化学表达式之间有一定的关联，也可以说它的相对分子质量和其他化学表达式之间有关联。只有相对分子质量和其他化学表达式的相对分子质量一样时，他们所表达的含义才是一样的。我们学习的化学分子式中，有些化合物的分子式与化學表达式是一样的。例如：氧的分子式是O2，体现的是1个氧分子由2个氧原子构成，分子量都是31.9988。

另外，乙酸的分子式是C2H4O2，意味着1个乙酸分子由2个碳原子、4个氢原子和2个氧原子结合而成，他的分子式和最简式就是不相同的。水分子可以写成H2O，其体现的是1个水分子由2个氢原子和1个氧原子结合而成。氯化氢分子可以写成HCl，其体现的是1个氯化氢分子由1个氢原子和1个氯原子结合而成，HCl的分子式和化学表达式写出来是一样的。分子式展示给我们的是该化合物的名字、相对分子质量、涵盖的成分以及数量。在化学学习的过程中，分子式通常都是用分子晶体来表达的，而分子晶体基本上都是由各个分子之间的相互作用而形成的。

我们在学习化学的过程中，往往可以通过燃烧得到的产物判断出物质，因为这是这些元素共有的规律。某有机物完全燃烧后：

如果得到的物质是CO2和H2O，那么他们的成分就是C、H或C、H、O。

如果想深入探索该化合物中是否存在氧元素，就要通过以下几个步骤来验证：第一，需要监测出CO2中碳成分的质量及H2O中氢成分的质量。第二，把碳、氢成分的质量相加，并和原先化合物的质量相对照，如果结果一样，说明原化合物的成分中没有氧，相反的，原化合物的成分中存在氧元素。

例1：将特定化合物足够燃烧后的产物放进饱和的石灰水中充分溶解，经过滤发现沉淀物有20g，滤液质量比原石灰水下降5.8g。该有机物可能是？

解析：在该题中，解题主要是计算化合物中C和H原子数量比。沉淀20g为CaCO3，那么化合物中存在C原子为0.2mol，根据质量守恒可以知道：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。所以有机物中n（C）：n（H）=0.2 mol：（0.3 mol×2）=2：6。对照可能会为乙醇和乙二醇。

（二）无机物的化学分子式的规律

与有机物相比的是，无机物中除了PH3.CH4外，H都是在前面。酸的话H排在首位，碱的话OH排于末尾，但是除了乙酸。无机物的一些规律还有些存在于结构的类似上。例如：在立足于离子晶体的基础上，是由于共价键结合而成的小分子。分子间以范德华力相互作用，组合成分子晶体。如，NaCl、MgCl2、AlCl3、SiCl4、PCl5等。他们的构成通常遵循此规律：阴离子的化合价为1，仅仅存在一个核心原子，进而搭配一个相关的原子，但是缺乏能力和其他中心原子组合。

在立足于离子晶体的基础上，因为离子容易受到影响，原本存在于单个原子的运动，逐渐向两个或多个原子核移动，所以赋予了金属键的特性，此时就出现了向金属晶体的衍变。如CuSO4、CuO、CuS、CuSe、CuTe等，CuTe成为经典的金属型化合物。

通过晶体相关的特征，例如熔点之类的，我们可以得到相似的规律，这些规律相同，他们也是一类型的物质，他们的化学分子式大致相同，同时，它们的性质也大致相同，这是一个循环的。例如NaCl是常见的离子晶体，MgCl2也属于离子晶体，但按照离子晶体的晶格能表达式，MgCl2的熔点是大于NaCl的，此种情况跟现实是相悖的，所以要足够重视离子极化的影响。

另外由SiCl4到PCl5，体现的是阳离子的极化能力剧烈的现象。在属于分子晶体的基础上，范德华力对其熔沸点有着至关重要的影响。因此，伴随着分子量升高，熔沸点也逐渐增加的衍变趋势，这是第三变化阶段的现象。相较氟化物而言，因为氟离子的受到影响的能力较小，所以非常难被极化。

（三）其他方面

我们常见的化学物质是否存在颜色，一般由其电子基态与其激发态间能量差的高低来确认。如果这个能量差能用人眼来观察到，那么该化学物质就是有颜色的；相反的，就没有颜色。例如日常中遇到的Ag+、I-等离子是没有颜色的，主要因为它们之间的能量差较高，并且存在于比紫外线能量更强的范围内，是人的肉眼所无法看到的。

碳酸盐的分解是由于金属离子的反极化作用而导致的，通常选择“MCO3=MO+CO2”来体现。探索这类问题的重点是对照阳离子的极化能力。因为金属离子的极化能力有区别，其硝酸盐的表达格式也存在差异。这种现象和金属活动顺序表是相同的（但无法用规定的电极电势来阐明）：

处于Mg之前的化学表达式，2NaNO3=2NaNO2+O2。

处于Mg-Cu间的化学表达式，2Pb（NO3）2=2PbO+4NO2+O2。

处于Cu后的化学表达式，2AgNO3=2Ag+2NO2+O2。

出现这种情况是因为阳离子的极化能力存在差异，造成各层次产物的热稳定性也存在差异，所以才出现这样的状态。

结语

由于化学分子式中间存在着一些规律，所以在学习这些物质的基本属性时，比如熔点或者燃烧时的性质，我们都可以试图找到它们之间的规律和联系。所以对于我们学生来说，就是要多发现问题，多总结规律，养成这样的习惯后，会帮助我们把化学知识学的更好。

参考文献：

[1]华雪莹.确定有机物分子式的几种巧妙方法[J].中学生理科应试.2017（01）