Python ChemPy 模块

在学习 Python 及其基础知识时，我们都一定听过 Python 是最受欢迎的编程语言之一，而且 Python 在市场上的需求日益增长。这背后的原因并不难看出，但正如我们大多数人读到的那样，Python 易于学习和理解，因此它如此受欢迎。这在一定程度上是正确的，但并非完全正确，因为还有其他主要原因导致 Python 的受欢迎程度和需求不断增长。最主要的原因是 Python 拥有非常丰富的库，其中包含许多在机器学习 (ML)、机器人开发、人工智能 (AI)、数据科学、数据分析等多个领域都非常有用的软件包。除此之外，Python 还为多个学科提供了多个解决方案包，例如物理模块、ChemPy 模块、统计模块等。Python 提供的众多重要解决方案包之一就是 ChemPy 模块，它旨在解决无机化学和物理化学问题。在本教程中，我们将学习 Python 的 ChemPy 模块，并了解其应用、实现和安装。

Python ChemPy 模块简介

ChemPy 模块是一个 Python 包，主要用于解决无机化学、物理化学和分析化学问题。ChemPy 模块是一个开源且免费的 Python 包，在材料科学、化学工程、化学等领域都有应用。ChemPy 模块基本上旨在通过 Python 程序解决与化学及其相关领域相关的所有问题。

该包包含许多类，用于表示不同类型的反应、反应系统和物质。ChemPy 模块还包含一些常用于化学动力学的微分方程的解析解，并且它还包含所有公认的物理和分析化学公式，这些公式有助于我们找到许多重要值。

Python 中的 ChemPy 模块：应用

ChemPy 模块在化学的各个领域及其相关领域（如材料科学等）都有多种应用。ChemPy 模块为我们提供了广泛的类和函数，这些类和函数在计算离子强度、化学平衡等重要值方面非常有用。该模块的类还表示反应、系统反应、物质，因此我们可以通过 Python 程序进行处理。除了这些应用之外，chempy 模块在化学及其相关领域的其他问题方面还有多种应用，我们将在本节中讨论。

以下是通过在 Python 程序中使用 ChemPy 模块的一些通用应用：

• 我们可以使用 chempy 模块通过 Python 程序平衡化学反应。
• 我们可以使用 chempy 模块中的多个公式来计算多种化学和分析值，例如摩尔浓度、质量摩尔浓度等。
• 我们可以使用该模块的函数来维持化学反应的化学平衡。
• 我们可以使用 ChemPy 模块的类来识别物质并在程序中维护反应系统。
• 我们还可以使用 chempy 模块的函数，通过应用公式来找出离子或分子的离子强度。
• ChemPy 模块还为我们提供了可以用作解析公式的函数。
• 我们可以使用 chempy 模块打印元素周期表中的元素及其性质，如原子质量、电荷等。
• 我们还可以使用 Python 程序中的 chempy 模块函数，从给定的化学反应中计算化学动力学，例如反应级数。

以上是 Python ChemPy 模块的一些通用应用，它还有许多其他应用。通过将此模块导入程序，我们可以通过 Python 程序实现 chempy 的所有应用。

Python 中的 ChemPy 模块：安装

ChemPy 不是 Python 的内置模块，因此在将其导入 Python 程序之前，我们首先需要将其安装在我们的系统中。在我们开始使用 chempy 模块之前，我们应该确保它已安装在我们的系统中。如果您的系统未安装 chempy 模块，有多种方法可以安装，但在本教程中，我们将通过 pip 安装程序安装 chempy 模块。我们将使用 pip 命令，通过我们系统的命令提示符终端使用 pip 安装程序来安装 chempy 模块。以下是我们将用于通过 pip 安装程序安装 chempy 模块的 pip 命令：

在终端中输入上述命令后，我们需要按 Enter 键，将 pip 安装程序命令发送以开始安装过程。安装过程一旦开始，将在我们的系统中成功安装此模块需要一段时间，因此，我们需要等待一段时间。

正如我们所见，chempy 模块已成功安装在我们的系统中，现在我们可以开始使用它来理解其实现和应用。

Python 中的 ChemPy 模块：实现

现在，继续 ChemPy 模块的实现，我们可以使用其应用程序和函数通过 Python 程序执行许多化学分析并解决许多化学问题。但在本教程中，我们将仅使用 ChemPy 模块的以下两个应用程序来理解该模块的实现：

1. 从元素周期表中获取 'N' 个元素
2. 获取给定化学物质的性质和分子式

我们将在上面列出的每个应用程序中使用 Python 程序，并在输出中打印所需的结果，以理解 ChemPy 模块的实现。

应用 1：从元素周期表中获取 'N' 个元素

通过程序中使用 ChemPy 模块的周期表函数，我们可以获得所需的元素及其性质（如原子质量、符号等）的输出。我们将通过以下示例程序理解此应用程序的实现和使用，在该程序中，我们将在输出中打印 'n' 个具有其性质的元素。

示例 1

看下面的程序，我们在输出中打印了元素周期表中的元素：

输出

Enter number of elements which you want to fetch from periodic table: 24
Printing 24 elements from the periodic table

Atomic No.	Name		Symbol		Mass
1		Helium		He		4.002602
2		Lithium		Li		6.94
3		Beryllium	Be		9.0121831
4		Boron		B		10.81
5		Carbon		C		12.011
6		Nitrogen	N		14.007
7		Oxygen		O		15.999
8		Fluorine	F		18.998403163
9		Neon		Ne		20.1797
10		Sodium		Na		22.98976928
11		Magnesium	Mg		24.305
12		Aluminium	Al		26.9815385
13		Silicon		Si		28.085
14		Phosphorus	P		30.973761998
15		Sulphur		S		32.06
16		Chlorine	Cl		35.45
17		Argon		Ar		39.948
18		Potassium	K		39.0983
19		Calcium		Ca		40.078
20		Scandium	Sc		44.955908
21		Titanium	Ti		47.867
22		Vanadium	V		50.9415
23		Chromium	Cr		51.9961
24		Manganese	Mn		54.938044

Result for periodic elements is printed according to the number you provided

正如我们所见，输出中打印了所需数量的元素及其原子质量和符号列表。

说明

我们首先在程序中将 periodic 函数导入为 'prd'。之后，我们初始化了 'num' 变量，我们在其中获取用户输入的数量，然后我们将打印 'num' 个元素。之后，我们使用 for 循环遍历 periodic 函数以在输出中打印所需数量的函数。我们使用 names[a] 函数打印元素名称，symbols[a] 打印元素符号，relative_atomic_masses[a] 打印其原子质量。我们使用 for 循环执行 'num' 次，然后打印输出列表。

应用 2：获取给定化学物质的性质和分子式

我们可以通过使用 ChemPy 模块的 substance 函数来打印物质的化学和一般性质，如其分子式、HTML 名称等。使用 substance 函数，我们还可以验证给定物质的分子式是否与现有分子式匹配。我们将通过以下示例程序理解此应用程序的实现和使用：

示例 2

查看以下 Python 程序，我们在其中对铁氰化物使用了 chempy 的 substance 函数：

输出

Yes formula for Ferricyanide given in the program is right
Chemical formula for Ferricyanide: Fe(CN)₆³?
Chemical formula for Ferricyanide in latex name form: Fe(CN)_{6}^{3-}
Chemical formula for Ferricyanide in html name form: Fe(CN)<sub>6</sub><sup>3-</sup>
Atomic mass of Ferricyanide compound: 211.955

正如我们所见，我们使用 chempy 模块的 substance 函数在输出中打印了铁氰化物的多个性质。

说明

我们在程序中将 substance 导入为 sst。之后，我们通过从库中获取铁氰化物的分子式来初始化铁氰化物的变量。然后，我们使用 if 语句来验证给定变量的分子式是否确实是铁氰化物的化学分子式。之后，我们根据 chempy 库打印了物质的 Unicode、latex 和 html 名称，最后在输出中打印了物质的质量。