化學式與化合價教學課件各位同學，大家好！今天我們將一同深入探討化學世界的“語言”——化學式，以及理解這門語言的關(guān)鍵鑰匙——化合價。掌握了它們，我們就能更清晰地認識物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)，并為后續(xù)的化學學習打下堅實的基礎(chǔ)。本節(jié)課的內(nèi)容既是重點也是難點，希望大家能集中精神，積極思考，與我一同探索其中的奧秘。一、化學式（一）化學式的定義與意義我們知道，每種純凈物都有其固定的組成。為了簡明地表示物質(zhì)的組成，化學中采用國際通用的符號來表示元素和由元素組成的物質(zhì)。這種用元素符號和數(shù)字的組合來表示物質(zhì)組成的式子，就叫做化學式。例如，我們熟悉的水用“H?O”表示，氧氣用“O?”表示，二氧化碳用“CO?”表示?；瘜W式不僅是物質(zhì)的代號，它還蘊含著豐富的意義，我們可以從宏觀和微觀兩個層面來理解：1.宏觀意義：*表示一種物質(zhì)。例如，H?O表示水這種物質(zhì)。*表示該物質(zhì)由哪些元素組成。例如，H?O表示水是由氫元素和氧元素組成的。2.微觀意義：*表示該物質(zhì)的一個分子（對于由分子構(gòu)成的物質(zhì)而言）。例如，H?O表示一個水分子。*表示一個分子中所含的原子種類和數(shù)目。例如，H?O表示一個水分子由兩個氫原子和一個氧原子構(gòu)成。我們以二氧化碳（CO?）為例來具體說明：*宏觀：二氧化碳這種物質(zhì)；二氧化碳由碳元素和氧元素組成。*微觀：一個二氧化碳分子；一個二氧化碳分子由一個碳原子和兩個氧原子構(gòu)成。注意：對于由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)（如金屬單質(zhì)、稀有氣體、部分固態(tài)非金屬單質(zhì)如碳、硫、磷等），其化學式直接用元素符號表示，此時化學式兼具表示一種物質(zhì)、一種元素、一個原子的意義。例如，F(xiàn)e表示鐵這種物質(zhì)、鐵元素、一個鐵原子。（二）化學式的書寫化學式的書寫是化學學習的基本功，必須遵循一定的規(guī)則，力求準確規(guī)范。1.單質(zhì)化學式的書寫：*由原子直接構(gòu)成的單質(zhì)：直接用相應的元素符號表示。例如：鐵（Fe）、銅（Cu）、氦氣（He）、氖氣（Ne）、碳（C）、硫（S）、磷（P）。*由分子構(gòu)成的單質(zhì)：在元素符號的右下角寫上表示一個分子中所含原子數(shù)的數(shù)字。例如：氧氣（O?）——一個氧分子由兩個氧原子構(gòu)成；氫氣（H?）；氮氣（N?）；氯氣（Cl?）；臭氧（O?）。2.化合物化學式的書寫：書寫化合物的化學式，關(guān)鍵在于明確組成元素的種類以及各元素的原子個數(shù)比。這通常需要借助化合價（我們稍后會詳細學習）來確定。書寫時，一般遵循以下規(guī)律：*“正前負后”：通常把顯正價的元素或原子團寫在左邊，顯負價的元素或原子團寫在右邊。*例如：氯化鈉（NaCl），鈉元素顯正價在前，氯元素顯負價在后。*氧化物：氧元素通常寫在右邊，另一種元素寫在左邊。例如：二氧化碳（CO?）、氧化銅（CuO）。*“交叉約簡”：根據(jù)元素或原子團的化合價，確定各元素的原子個數(shù)比。將元素化合價的絕對值交叉寫在對方元素符號的右下角，然后將數(shù)字約簡為最簡整數(shù)比（如果是1，則省略不寫）。*例如：已知鋁元素顯+3價，氧元素顯-2價，書寫氧化鋁的化學式：1.寫出元素符號：AlO2.標出化合價：Al?3O?23.交叉化合價絕對值：Al?O?4.檢查：(+3)×2+(-2)×3=0，代數(shù)和為零，化學式正確。故氧化鋁的化學式為Al?O?。*原子團的處理：當原子團不止一個時，要把原子團用括號括起來，并在括號的右下角標出原子團的個數(shù)。*例如：氫氧化鈣，鈣元素顯+2價，氫氧根（OH?）顯-1價。則化學式為Ca(OH)?（氫氧根有兩個，需用括號括起并注明2）。*若原子團只有一個，則不需要括號。例如：氫氧化鈉（NaOH）。*“驗正負”：寫完化學式后，務(wù)必根據(jù)“化合物中正負化合價的代數(shù)和為零”的原則進行檢查，確保化學式書寫正確。重要前提：要正確書寫化學式，必須熟練掌握常見元素的元素符號及其規(guī)范書寫。元素符號是國際通用的化學用語，書寫時要注意“一大二小”的原則，即第一個字母大寫，第二個字母小寫（如果有的話）。例如：銅（Cu）不能寫成CU或cu，氯（Cl）不能寫成CL或cl。（三）化學式的讀法化學式的讀法也有一定的規(guī)律：*單質(zhì)：*氣態(tài)非金屬單質(zhì)：一般讀作“某氣”。例如：O?讀作氧氣，H?讀作氫氣。*其他單質(zhì)：直接讀出元素名稱。例如：Fe讀作鐵，C讀作碳，He讀作氦氣。*化合物：*兩種元素組成的化合物：*通常從右向左讀作“某化某”。例如：NaCl讀作氯化鈉，MgO讀作氧化鎂。*當組成元素的原子個數(shù)比不是1時，還要指出原子個數(shù)（“1”通常省略）。例如：CO讀作一氧化碳，CO?讀作二氧化碳，F(xiàn)e?O?讀作四氧化三鐵。*含有原子團的化合物：*含有酸根的化合物，一般讀作“某酸某”。例如：碳酸鈉（Na?CO?）、硫酸銅（CuSO?）。*含有氫氧根的化合物（堿），一般讀作“氫氧化某”。例如：氫氧化鈉（NaOH）、氫氧化鐵[Fe(OH)?]。*含有銨根（NH??）的化合物，讀作“某化銨”或“某酸銨”。例如：氯化銨（NH?Cl）、硫酸銨[(NH?)?SO?]。二、化合價（一）化合價的定義在化學世界里，不同元素的原子之間相互結(jié)合時，其原子個數(shù)比是固定不變的。這種體現(xiàn)元素原子之間相互化合的數(shù)目關(guān)系的性質(zhì)，我們稱之為元素的化合價。化合價是元素的一種重要性質(zhì)，它取決于原子的最外層電子數(shù)。簡單來說，我們可以把化合價理解為原子在形成化合物時“得失電子的能力”或“共用電子對的偏向”所表現(xiàn)出的一種“價態(tài)”。例如，鈉原子容易失去一個電子，在化合物中通常顯+1價；氯原子容易得到一個電子，在化合物中通常顯-1價，所以鈉和氯結(jié)合時，原子個數(shù)比為1:1，形成氯化鈉（NaCl）。（二）化合價的表示方法化合價通常在元素符號或原子團的正上方用“+n”或“-n”來表示，其中“n”為1時，不能省略。例如：*鈉元素的化合價為+1價：Na?1*氯元素的化合價為-1價：Cl?1*硫酸根的化合價為-2價：SO??2注意：化合價的表示方法與離子符號的表示方法有所不同。離子符號是在元素符號或原子團的右上角用“n+”或“n-”表示，其中“n”為1時省略。例如：鈉離子（Na?）、氯離子（Cl?）、硫酸根離子（SO?2?）。（三）常見元素和原子團的化合價化合價是學習化學的重要工具，掌握常見元素和原子團的化合價對于書寫化學式和理解化學反應至關(guān)重要。以下是一些常見的規(guī)律和需要記憶的化合價：1.化合價的一般規(guī)律：*單質(zhì)中元素的化合價為零。因為單質(zhì)中不存在原子之間的化合，所以其化合價規(guī)定為0。例如：O?中O的化合價為0，F(xiàn)e中Fe的化合價為0。*化合物中，氫元素通常顯+1價（在極少數(shù)氫化物如NaH中顯-1價，初中階段暫不考慮）。*化合物中，氧元素通常顯-2價（在過氧化物如H?O?中顯-1價，初中階段了解即可）。*金屬元素在化合物中通常顯正價。*非金屬元素在化合物中既可顯正價也可顯負價，如碳元素在CO中顯+2價，在CO?中顯+4價，在CH?中顯-4價。*一些元素具有可變化合價：許多元素的化合價不是唯一的，會隨著反應條件或與之結(jié)合的元素不同而有所變化。例如：鐵元素有+2價（亞鐵）和+3價（鐵）；銅元素有+1價（亞銅）和+2價（銅）。2.常見元素的化合價（需重點記憶）：為了幫助記憶，可以借助一些口訣，但更重要的是理解和在應用中熟練。以下為一些常見元素的主要化合價：*一價鉀鈉氯氫銀（K?1,Na?1,Cl?1,H?1,Ag?1）*二價氧鈣鋇鎂鋅（O?2,Ca?2,Ba?2,Mg?2,Zn?2）*三鋁四硅五價磷（Al?3,Si??,P??）*二三鐵，二四碳（Fe?2、?3,C?2、??）*二四六硫都齊全（S?2、??、??）*銅汞二價最常見（Cu?2,Hg?2）*莫忘單質(zhì)價為零（說明：口訣中帶“?”的為負價，其余為正價。氯元素在氯化物中常顯-1價，氧元素常顯-2價。）3.常見原子團的化合價（需重點記憶）：原子團是由多個原子結(jié)合而成的，在許多化學反應中作為一個整體參加，也叫根。*氫氧根：OH?1*硝酸根：NO??1*碳酸根：CO??2*硫酸根：SO??2*銨根：NH??1*磷酸根：PO??3(初中階段了解即可)*亞硫酸根：SO??2(初中階段了解即可)（四）化合價原則化合物中正負化合價的代數(shù)和為零。這是化合價最重要的原則，是我們書寫化學式和判斷化學式正誤的依據(jù)，也是根據(jù)化學式計算元素化合價的依據(jù)。例如：在H?O中，H顯+1價，O顯-2價。則：(+1)×2+(-2)×1=0，符合原則。在KMnO?（高錳酸鉀）中，K顯+1價，O顯-2價，設(shè)Mn的化合價為x。則：(+1)+x+(-2)×4=0，解得x=+7，即錳元素顯+7價。三、化合價的應用化合價的應用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（一）根據(jù)化合價書寫化合物的化學式這是化合價最核心的應用，具體步驟我們在“化合物化學式的書寫”中已結(jié)合“交叉約簡”法進行了闡述。其核心就是利用“正前負后，交叉約簡，驗正負代數(shù)和為零”的方法。例題1：已知磷元素在某氧化物中顯+5價，氧元素顯-2價，寫出該氧化物的化學式。解：1.寫出組成元素符號：PO2.標出化合價：P??O?23.交叉化合價絕對值：P?O?4.檢查代數(shù)和：(+5)×2+(-2)×5=10-10=0。答：該氧化物的化學式為P?O?（五氧化二磷）。例題2：寫出硫酸鋁的化學式。（已知鋁元素顯+3價，硫酸根SO?顯-2價）解：1.寫出元素符號和原子團符號：AlSO?2.標出化合價：Al?3SO??23.交叉化合價絕對值：Al?(SO?)?（硫酸根有3個，需用括號括起）4.檢查代數(shù)和：(+3)×2+(-2)×3=6-6=0。答：硫酸鋁的化學式為Al?(SO?)?。（二）根據(jù)化學式計算元素的化合價已知化合物的化學式和其中部分元素的化合價，可以依據(jù)“化合物中正負化合價的代數(shù)和為零”的原則，計算出某未知元素的化合價。例題3：計算KClO?（氯酸鉀）中氯元素的化合價。解：設(shè)氯酸鉀中氯元素的化合價為x。已知：K為+1價，O為-2價。根據(jù)化合價原則：(+1)+x+(-2)×3=0解得：x=+5答：氯酸鉀中氯元素的化合價為+5價。例題4：計算NH?NO?（硝酸銨）中氮元素的化合價。解：硝酸銨由NH??（銨根）和NO??（硝酸根）構(gòu)成，其中氮元素的化合價可能不同，需分別計算。設(shè)銨根中氮元素的化合價為x。x+(+1)×4=+1（因為銨根整體顯+1價）解得：x=-3設(shè)硝酸根中氮元素的化合價為y。y+(-2)×3=-1（因為硝酸根整體顯-1價）解得：y=+5答：硝酸銨中銨根里的氮元素顯-3價，硝酸根里的氮元素顯+5價。四、本節(jié)小結(jié)本節(jié)課我們系統(tǒng)學習了化學式和化合價的相關(guān)知識。*化學式是用元素符號和數(shù)字的組合表示物質(zhì)組成的式子，它具有宏觀和微觀兩方面的意義。書寫化學式要遵循一定的規(guī)則，并以化合價為重要依據(jù)。*化合價是元素在形成化合物時表現(xiàn)出的一種性質(zhì)，它有正價和負價之分?！盎衔镏姓摶蟽r的代數(shù)和為零”以及“單質(zhì)中元素化合價為零”是兩條重要的化合價原則。*化合價主要應用于書寫化合物的化學式和根據(jù)化學式計算未知元素的化合價。要真正掌握這些知識，需要大家在理解的基礎(chǔ)上，記憶常見元素和原子團的化合價，并通過大量練習加以鞏固和應用。化學用語是化學的語言，只有熟練掌握，才能更深入地探索化學的奧秘。五、思考與練習1.說出下列化學式的意義：CO?、Fe、NaCl。2.寫出下列物質(zhì)的化學式：*氧化鎂、四氧化三鐵、氧化銅*氯化鈉、硫化鋅、氯化鋁*氫氧化鈉、氫氧化銅、碳酸鈣、硫酸亞鐵3.讀出下列化學式的名稱：*Al?O?、FeCl?、SO?、Cu(OH)?、(NH?)?CO?4.計算下列加點元素的化合價：*H?SO?、P?O?、MnO?、K?Cr?O?六、作業(yè)