离子化合物整体呈电中性,所以正电荷总和必须等于负电荷总和。写化学式时,就是选出每种离子的个数,让两边的总和相等。几乎每道涉及离子化合物的题目都会用到这项技能,它也直接支持方程式配平。
本课属于化学式与方程式模块。这里的例子是原创教学示例,所用的电荷是标准数值,请对照你的课程大纲清单确认。
电荷如何决定化学式?
以氯化镁为例。镁形成 Mg²⁺,氯形成 Cl⁻。一个 Mg²⁺ 带 2+ 电荷,所以需要两个 Cl⁻(2 × 1− = 2−)来抵消。
化学式是 MgCl₂。小小的 2 是下标,表示氯离子的个数。
写化学式的步骤
- 写出每个离子及其电荷,例如 Al³⁺ 和 O²⁻。
- 找出电荷的公共总数。3 和 2 的最小公倍数是 6。
- 算出每种离子需要几个才能达到该总数:6 ÷ 3 = 2 个铝离子,6 ÷ 2 = 3 个氧离子。
- 把这些数字写成下标,下标为 1 时省略。这里得到 Al₂O₃。
- 检查: 正负电荷总和必须相等,比例必须最简。
例题详解
写出硫酸铝的化学式,已知 Al³⁺ 和 SO₄²⁻。
第一步: Al³⁺ 和 SO₄²⁻。硫酸根离子是一组原子,整体带 2− 电荷。
第二步: 3 和 2 的最小公倍数是 6。
第三步: 6 ÷ 3 = 2 个铝离子。6 ÷ 2 = 3 个硫酸根离子。
第四步: Al₂ 和 (SO₄)₃。硫酸根这一组重复出现,所以要放进括号。
化学式:Al₂(SO₄)₃
第五步,检查: 正电荷 = 2 × 3+ = 6+。负电荷 = 3 × 2− = 6−。两者相等,而且 2 : 3 已经不能再约分。
要留意的错误
常见的失误是漏掉多原子离子外面的括号。
错误答案: Al₂SO₄₃
学生知道需要三个硫酸根,却把 3 只写在氧的旁边。
下标只作用于紧挨在它前面的符号或括号。应写成 Al₂(SO₄)₃,这里的 3 乘整个 SO₄ 组。检查时数原子:这个化学式有 2 个 Al、3 个 S 和 12 个 O。
自我检测
1. 写出硫化钾的化学式,已知 K⁺ 和 S²⁻。
查看答案
需要两个 K⁺(2+)来平衡一个 S²⁻(2−)。K₂S。检查:2 × 1+ = 2+,1 × 2− = 2−。
2. 写出氧化铁(III) 的化学式,已知 O²⁻。
查看答案
铁(III) 指 Fe³⁺。3 和 2 的最小公倍数是 6,所以 2 个 Fe³⁺(6+)和 3 个 O²⁻(6−)。Fe₂O₃。
3. 写出磷酸铵的化学式,已知 NH₄⁺ 和 PO₄³⁻。
查看答案
电荷分别是 1+ 和 3−,所以需要 3 个 NH₄⁺ 来平衡 1 个 PO₄³⁻。铵根这一组重复出现,所以需要括号:(NH₄)₃PO₄。检查:3 × 1+ = 3+,与 3− 相等。
下一步
有了正确的化学式,就可以继续学习配平原子但不改下标。可以用方程式配平推理训练器练习数原子。
如果你习惯不检查电荷就直接交叉互换数字,化学线上一对一补习的老师看你写两三条化学式,就能找出问题在哪一步。