化学式

化学式是表示分子或化合物中存在的原子的简便写法，例如，氧分子由两个原子结合而成。我们可以说一个氧原子与另一个氧原子结合。但是，这是一个很长的句子，并且似乎不是提供有关分子中结合原子的信息的便捷方式。因此，为了使其更简短，引入了化学式。例如，对于氧分子，化学式是 O₂。O 代表氧原子，2 代表结合在一起的氧原子的数量。同样，我们用水分子使用 H₂O，表示一个氧原子与两个氧原子结合。

因此，我们可以说化学式是化合物分子组成的符号表示。 原子符号用于表示原子，数字用作下标以表示分子或化合物中存在的元素的组成或原子数量。因此，化学式表明了化合物中存在的元素的原子以及这些元素的比例。化学式也称为分子式。

化合价决定了有多少原子会参与键的形成。例如，在一个水分子（H₂O）中，氢的化合价是1，因为它需要一个电子；氧的化合价是2，因为它需要两个电子来完成其八隅体。因此，一个氧原子与两个氢原子结合形成一个水分子。这个信息可以用化学式 H₂O 简单地表示。

分子的化学式总是保持不变，因为它遵循特定的规则书写。让我们看看书写分子或化合物化学式的规则是什么？

书写化学式的规则如下

书写化学式共有三条规则。

第一条规则

金属和阳离子先写，非金属和阴离子后写。例如，氯化镁，其中镁是金属，氯是非金属，所以写成 MgCl；类似地，在 NaCl 中，金属钠先写，非金属氯写在它后面。同样在硫化铁中，金属铁的符号先写，然后是非金属硫的符号，例如 FeS。

第二条规则

根据这条规则，原子上的化合价或电荷必须根据参与元素的化合价进行平衡。例如，在 NaCl 中，钠离子的电荷被氯的电荷中和或平衡。

此外，化合价会相互交换或交叉。一个元素的化合价写在另一个元素下方作为下标，反之亦然。省略 + 和 - 号以及 '1' 以获得化学式。

第三条规则

这条规则告诉我们如何书写多原子离子。含有带电原子的分子称为多原子离子。根据这条规则，多个多原子离子应写在大括号内。 例如，OH^- 是一个带负电荷的多原子离子。当它与铁（Fe）反应形成氢氧化铁（如 Fe (OH)₂）时，它被写在大括号内。

铁的化合价是2，氢氧根离子的化合价是1。铁倾向于失去两个电子，所以它会与两个氢氧根离子反应，因为一个氢氧根离子只需要一个电子。所以，它的化学式将是 Fe (OH) ₂。OH 被写在大括号内，下标为2，因为在这种情况下我们有两个多原子离子。

因此，在含有多原子离子的离子化合物中，多原子离子的式子写在大括号内，化合价写在符号下方，如果阳离子和阴离子的化合价之间有公因子，则将化合价除以公因子。

但是，如果只有一个多原子离子，则不写在大括号内。例如，氢氧化钠只有一个多原子离子。在这种情况下，一个钠离子（Na⁺）与一个氢氧根离子（OH^-）反应。在这里，我们写 NaOH，不使用大括号，因为只有一个多原子离子。

让我们看看如何使用上述规则书写简单化合物的化学式

对于由两种元素组成的二元化合物等简单分子化合物，将元素的名称并排写出，并在其符号下方写出各自的化合价。例如，HCl、H₂S、CO₂ 等。分子化合物是由非金属形成的。请看下面的例子；

氯化氢

氢的化学符号是 H，氯的化学符号是 Cl，两种元素的化合价都是 1。氢倾向于获得 1 个电子以获得稳定性，而氯倾向于获得 1 个电子以完成其八隅体。因此，一个氢原子与一个氯原子反应，所以一个氯化氢分子的化学式是 HCl。请看下图；

硫化氢

氢和硫化物的符号是 H 和 S。氢的化合价是 1，硫的化合价是 2。硫需要两个电子来完成其八隅体，氢需要一个电子来完成其两个电子，因此，硫将与两个氢原子反应形成一个净电荷为零的硫化氢分子。因此，这种硫化氢的化学式将是 H₂S。请看下图；

对于由单原子离子组成的化合物等简单离子化合物，形成阳离子的金属原子的符号先写，然后是非金属的符号，它形成阴离子，并在其符号下方写出它们的化合价。例如，氯化钙写成 CaCl₂。

如何按照上述规则书写复杂化合物的化学式；

i) 氯化镁

镁和氯的化学符号分别是 Mg 和 Cl。镁的原子序数是 12，所以它的电子构型是 2, 8, 2。因此，它倾向于失去 2 个电子以完成其八隅体，所以它的化合价是 2。

失去 2 个电子后，Mg 形成一个 Mg²⁺ 离子，其电荷为 2+。而氯的原子序数是 17，电子构型是 2, 8, 7。它倾向于获得一个电子以完成其八隅体。因此，它形成一个带 1- 电荷的氯离子（Cl^-）。由于一个氯原子只需要一个电子，而 Mg 想失去 2 个电子，所以两个氯原子将与一个镁原子反应，以便两个元素都能完成它们的八隅体。根据书写化学式的第一条规则，我们先写了 Mg，因为它是一种金属，氯写在镁后面，因为氯是非金属。现在，根据上述规则相互交换化合价后，该化合物的化学式将是 MgCl₂。

ii) 氧化铝

铝和氧的化学符号分别是 Al 和 O。Al 的原子序数是 13，所以它的电子构型是 2, 8, 3，表明其化合价是 3，所以它倾向于失去 3 个电子以完成其八隅体。氧的化合价是 2，因为它倾向于获得 2 个电子以在其价层中完成 8 个电子（八隅体）。因此，键的形成将发生在 2 个 Al 原子和 3 个 O 原子之间，形成一个氧化铝分子，如下图所示。根据化学式规则，Al 是金属，O 是非金属，在交换化合价后，氧化铝的化学式将是 Al₂O₃。

iii) 氢氧化钙

钙和氢氧根的化学符号分别是 Ca 和 OH。Ca 的化合价是 2，所以它有失去 2 个电子以通过完成其八隅体来达到稳定状态的趋势。另一方面，氢氧根离子有获得 1 个电子的趋势。因此，一个钙原子与两个氢氧根离子反应，根据规则的化学式将是 Ca (OH) ₂。OH 是一个多原子离子，并且不止一个，所以它被写在大括号内。

iV) 硫酸铵

铵和硫酸根的化学符号是 NH₄ 和 SO₄。铵的化合价是 1，它倾向于失去 1 个电子。硫酸根的化合价是 2，所以它倾向于获得 2 个电子。因此，两个铵离子与一个硫酸根离子反应形成一个硫酸铵分子。两者都是多原子离子。因此，根据上述规则，其化学式将是 (NH₄)₂SO₄。多原子离子（SO₄）只有一个，所以它没有写在大括号内。

根据上述规则书写化学式的步骤如下；

• 写出元素或离子的符号
• 金属符号后是非金属符号。金属不结合形成化合物。
• 写出每个元素或离子的化合价。
• 交换或交叉元素或离子的化合价，并将其作为下标写在元素下方。例如，对于第一个元素，写第二个原子的化合价作为下标；对于第二个元素，写第一个原子的化合价作为下标。忽略 '1' 以获得式子。
• 在写入下标之前，将多原子离子写在大括号内。如果只有一个多原子离子，则不需要大括号，可以省略 '1' 以获得式子。例如，NaOH。
• 如果可能，写出化合价的简单比例，例如 2 和 4 可以转换为 1 和 2。

让我们按照上述步骤书写一些化合物的化学式；

i) 水的化学式

• 构成水分子的元素的符号：H & O
• 氢和氧的化合价：1 & 2
• 交换氢和氧的化合价并写为下标 = H₂ O₁
• 将元素写得靠近，并省略 '1' 以获得水的化学式 = H₂O

ii) 硫化氢的化学式

• 硫化氢中元素的符号：H & S
• 氢和硫的化合价：1 & 2
• 交换元素的化合价并写为下标：H₂ S₁
• 将元素写得靠近，并忽略 '1' 以获得式子：H₂S

iii) 四氯化碳的化学式

• 写出参与元素的符号：C & Cl
• 写出每个元素的化合价：4 & 1
• 交换化合价并写为下标：C Cl₄
• 将符号写得靠近，并省略 '1' 以获得式子：CCl₄

iv) 二氧化碳的化学式

• 元素的化学符号是 C 和 O。
• 它们的化合价分别是 4 和 2。
• 交换它们的化合价并写为下标：C₂ O₄
• 写出简单比例：C O₂
• 将元素写得靠近，并忽略 '1' 以获得式子：CO₂