隨著科學的發展, 越來越多的物質被發現, 為了方便溝通, 我們需要一套有系統的方式來表示每一種物質。 化學式就如同每一個元素與化合物的名字, 從他們的名字可以獲得這個化學物質的相關資訊。 今天的課程我們將帶你瞭解, 究竟有哪些種類的化學式, 每種化學式要如何表示, 彼此之間又有什麼不同呢? 正式開始之前, 先邀請你來想一想, 相信你對於醋酸這個化合物並不陌生, 那麼, 你知道以下哪些是醋酸的化學式呢? 其實這四個都是醋酸的化學式哦! 就像每個人除了名字外, 或多或少都會有綽號, 從一個人的綽號可能可以得知一個人的外貌特色, 或是個性等相關資訊, 像是一個人的綽號叫小黑, 我們可以推測他可能膚色較黝黑。 而化學式也是如此哦! 化學式有許多不同的種類, 透過不同的表達方法, 我們能從不同角度瞭解這個化學物質, 快速得知這個化學物質的組成或特性。 接下來就讓我們一起來認識化學式有哪些種類吧! 像剛才舉例的醋酸, 我們最常看到醋酸以CH₃COOH呈現, 看到這個化學式我們除了可以知道 這是一個由碳、氫、氧所組成的化合物之外, 在這個化學式中, 其實藏著一個線索, 化學式中的-COOH, 稱為官能基, 是決定一個有機化合物的化學性質的原子或原子團。 而-COOH代表這是一個酸類化合物, 如果我們看到一個化學式如下, HCOOH, 就算我們不知道它確切是什麼, 從-COOH這個官能基, 我們可以知道這是一個酸類化合物。 這種標示出這個分子具有特性結構的化學式 稱為「示性式」, 透過示性式我們可以快速的知道這個物質的特性。 其他例如酒精的式性式為C₂H₅OH, 我們就可以從-OH知道這是一種醇類。 現在我們知道從示性式中可以知道一個分子的特性, 但從示性式中我們沒辦法知道這個分子中每個原子是如何排列的, 也無法知道他們之間是怎麼鍵結再一起的。 那麼, 如果我們想進一步瞭解這個分子的原子排列情形該怎麼辦呢? 這時候可以使用結構式, 結構式可以表達分子中各原子間的實際鍵結情況。 就讓我們一起來看看醋酸的結構式吧! 從醋酸的結構式中, 可以看到左邊是CH₃, 右邊則為COOH, 同時可以知道其中這個C和O是由雙鍵所鍵結在一起的。 另外, 因為分子真實的結構大多為三度的立體空間, 所以也可以使用球棍式的分子模型, 呈現出分子實際的結構 介紹完示性式與結構式後, 接著讓我們來看看另外這兩種化學式 表達法吧! 如果我們仔細數一數醋酸CH₃COOH中, 總共含有幾個碳幾個氫以及幾個氧, 會發現總共有2個碳4個氫和2個氧, 這時候可以按照各原子的數量, 以碳C氫H氧O的順序排列, 表示成C₂H₄O₂。 這種依照原子個數與種類的化學式則稱為分子式。 透過分子式可以快速的知道 一個分子中實際所含的原子種類及數目, 不過因為僅表示原子種類和數目, 從分子式中是看不出來一個分子的特性或結構, 而且不同的化合物也可能會有相同的分子式, 例如:乙醇和二甲醚因為組成這兩個化合物的 碳、氫、氧原子個數相同, 所以分子式均為C₂H₆O, 但其實兩者的性質其實截然不同, 從結構就可以看出雖然分子式相同, 但其實結構有很大的差異, 是完全不同的兩種化合物喔! 最後, 要介紹的這一種化學式稱為實驗式, 是將分子中各原子以最簡單整數比表示, 又稱為簡式。 例如:醋酸總共有2個碳4個氫和2個氧, 碳氫氧的最簡單整數比為C:H:O=1:2:1, 所以表示成實驗式即為CH₂O。 不過和剛剛提到的分子式一樣, 不同的化合物, 如果組成的原子種類相同, 比例也相同, 兩者就會有相同的實驗式。 像是:醋酸和葡萄糖這兩個不同的化合物實驗式均為CH₂O。 而這種化學式表達法, 之所以稱為實驗式, 是因為當我們在實驗室中要檢測一個未知物質時, 通常先透過元素分析得知各成分元素的重量百分組成, 求出這個未知物質的實驗式。 到了課程尾聲, 讓我幫你做個小整理吧! 化學式有實驗式、分子式、示性式與結構式。 實驗式、分子式可以表示一個分子的組成。 實驗式:表示組成原子的數目比例。 例:醋酸CH₂O。 分子式:分子中實際的原子個數與種類。 例:醋酸C₂H₄O₂。 而示性式與結構式除了可以知道分子中的組成原子外, 還可以瞭解分子結構、原子排列。 式性式:表示出分子的特性與官能基。 例:醋酸CH₃COOH。 結構式:表示出分子的結合方式, 例:醋酸。 最後給你一個小問題想一想。 除了以上四種化學式外, 還有沒有其他不同的化學式表達法呢? 歡迎你去找尋答案, 留言在下方, 我們下次見, Byebye~