化学式与化合价（二）

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✦ 化学式与化合价（二）化学化学式与化合价（二）相对分子质量

化合价化学式原理进阶九年级化学

化学式与化合价（二）

搞懂化合价本质，掌握化学式读写与计算的核心逻辑

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化合价化学式原理进阶九年级化学

化学式与化合价（二）

搞懂化合价本质，掌握化学式读写与计算的核心逻辑

1第 1 页 · 化学式与化合价（二）

根（带电原子团）

上次我们学了化合价，能算出单个原子带的电荷。但很多化学式里，几个原子总是'扎堆'出现、整体带电——比如 NaOH 中的 OH、Na₂CO₃ 中的 CO₃。这种'原子团队'就叫根。

定义

两个或多个原子紧密结合，作为一个带电整体参加反应

电荷怎么算

团内各原子化合价的代数和 = 根所带的电荷数

常见负价根

OH⁻、SO₄²⁻、CO₃²⁻、NO₃⁻，多来自酸失去 H⁺ 后剩下的部分

常见正价根

NH₄⁺（铵根），由 NH₃ 获得一个 H⁺ 形成

足球队（固定阵容一起上场）对应 →原子团（固定原子一起出现）

每个队员有自己的位置（化合价），整队有队名（根名）和统一战绩（总电荷）

\text{OH}^{-}:\ (+1)+(-2)=-1

2第 2 页 · 根（带电原子团）

常见元素和根的化合价表

上一页我们认识了带电原子团——根。这页打开化合价表：它不只是一串要背的数字，金属/非金属/根各有规律。读懂规律，就能少背一半。

金属只显正价

Na、Ca、Al 等金属在化合物中只显正价，分别为 +1、+2、+3

三个恒定锚点

F 恒为 -1，O 通常 -2，H 通常 +1；其他元素的化合价可由它们反推

变价金属

Fe 有 +2、+3，Cu 有 +1、+2；具体取哪个，由「正负总和为零」反推算出

根的化合价

根的化合价 = 它所带的电荷数：OH⁻ 为 -1、SO₄²⁻ 为 -2、NH₄⁺ 为 +1

天平砝码对应 →化合价与化学式

元素/根像砝码，化合价是砝码上的刻度；组成分子就是分放砝码到天平两边，总刻度必须相等

3第 3 页 · 常见元素和根的化合价表

元素在单质中化合价为0

氧气O₂里两个氧原子、铁块Fe里铁原子——它们的化合价是多少？为什么是0？

化合价的本质

反映不同元素原子间电子偏移的方向与数量——得电子显负价，失电子显正价

单质中为0的原因

同种元素的原子争夺电子能力相同，谁也占不到便宜，电子无净偏移

0 ≠ 没有化合价

0表示正负相互抵消——像收支平衡的账本，'得'与'失'相等

化合价代数和规则

化合物中各元素化合价×原子个数的代数和为0，可用来求未知元素的化合价

拔河双方力气相同对应 →单质中同种元素的化合价

势均力敌，绳子不动——电子无净偏移，化合价等效为0

\text{Na}_2\text{O}: (+1) \times 2 + (-2) \times 1 = 0

4第 4 页 · 元素在单质中化合价为0

相对分子质量

上节课我们用化合价写出了正确的化学式，知道一个分子里有哪些原子、各有几个。原子本身太轻、单个称不出来，但我们能不能用化学式，算出这个分子「相对有多重」？

定义

化学式中所有原子的相对原子质量的总和，记作 Mr

无量纲

它是一个比值，没有单位（有时记作「1」）

计算方法

按化学式中各原子的脚标，把对应的相对原子质量相加

桥梁作用

把不可见的微观分子和天平可称的宏观质量联系起来

用「标准蛋」当砝码称鸡蛋对应 →用 1/12 个 C-12 原子作标准

每个分子都和同一个标准比，得到一个无量纲的倍数

$$M_r = \sum_i n_i \cdot A_r(i)$$ 例：Mr(H₂O) = 1×2 + 16 = 18

5第 5 页 · 相对分子质量

物质组成元素的质量比

你已经会算相对分子质量，也看得懂化学式。现在提一个新问题：一瓶水中，氢和氧的质量比是多少？这就是物质组成元素的质量比要回答的问题。

定义

化合物中各元素的质量之比，反映组成的质量关系

计算方法

各元素的相对原子质量×原子个数，所得数值求比并化简

结果形式

写成 m₁:m₂:m₃… 的最简整数比，不带单位

与质量分数的关系

任一项除以总和即得质量分数；质量比可求元素实际质量

典型应用

由化学式求质量比；由质量比反推化学式；求某元素质量

蛋糕配方对应 →元素质量比

配方 200g面粉 : 100g糖 = 2:1，质量比也只看相对比例，与总量无关

m_A : m_B = (A_r^A \times n_A) : (A_r^B \times n_B)

6第 6 页 · 物质组成元素的质量比

元素质量分数

上页讲了化合物中各元素的质量比——那是「两两相比」。如果想知道某元素「占整体多少」，就要用元素质量分数：把整体看作100份，看这一份占几份。

定义

化合物中某元素质量占化合物总质量的百分比

计算公式

ω = (相对原子质量×原子个数) ÷ 相对分子质量 × 100%

典型应用

由样品总质量求某元素质量；由元素质量反推样品纯度

与质量比的区别

质量比是元素之间两两相比；质量分数是某元素与整体相比

月薪构成对应 →元素质量分数

总工资对应化合物总质量，房租占比30%就是该元素的质量分数

\omega = \frac{m(\text{元素})}{m(\text{化合物})} \times 100\%

7第 7 页 · 元素质量分数

化学式的多重意义

上页我们用 H₂O 算出了氢、氧的质量比。可你有没有想过，'H₂O'这三个字符本身，就藏着好几层信息？这就是化学式的多重意义。

宏观·物质

表示一种具体的物质，如 H₂O 代表水

宏观·组成

表明该物质由哪几种元素组成

微观·分子

表示该物质的一个分子

微观·原子

表示分子中各种原子的个数比

身份证号码对应 →化学式

一串字符，既指向'这个人'，也含地区、性别、出生年份等多重信息

8第 8 页 · 化学式的多重意义

纯净物具有固定组成

纯净物具有固定组成：背景、意义与延伸了解

纯净物具有固定组成

纯净物具有固定组成：背景、意义与延伸了解

9第 9 页 · 纯净物具有固定组成

单质与化合物

氧气助燃、铁生锈、水灭火——同样是物质，内部的'队伍'组成却截然不同。化学家用两个词把纯净物分成两大阵营。

单质

由同种元素组成的纯净物，如 O₂、Fe

化合物

由不同种元素组成的纯净物，如 H₂O、CO₂

区分关键

看元素种类数，不看分子中原子个数

典型对照

O₂ 是单质，O₃ 也是单质；H₂O 是化合物

清一色同班同学 vs 混合编班对应 →单质 vs 化合物

单质班级只允许一种元素同学；化合物班级必须有两类以上元素

O_2,\,Fe \quad|\quad H_2O,\,CO_2

10第 10 页 · 单质与化合物

物质、纯净物与混合物

物质、纯净物与混合物：背景、意义与延伸了解

物质、纯净物与混合物

物质、纯净物与混合物：背景、意义与延伸了解

11第 11 页 · 物质、纯净物与混合物

本节要点

✓化合价正负代数和为零，是写化学式的规则
✓化学式含四重意义：物质、元素、原子个数、质量
✓纯物质组成固定，混合物各成分比例可变
✓相对分子质量等于各原子相对质量之和
✓由化学式可反推化合价，也可算质量比与质量分数

延伸主题：化学方程式的书写与配平根据化学式的相关计算化合价背后的原子结构原因

12第 12 页 · 本节要点

课后思考

先独立思考，再看参考答案。三题由浅入深，覆盖回顾、应用与迁移。

1为什么单质中元素的化合价为0？这和不谈化合价是一回事吗？

参考答案化合价反映原子偏移电子的程度。单质中原子不偏移，谈'0'是为让'代数和为零'的规则自洽；严格说，不讨论更准确。

2计算NH4NO3中氮元素质量分数时，两个氮原子都要算进去吗？

参考答案都要算。质量分数看元素在分子中的总质量：NH4NO3中含2个N，其质量分数=2×14÷80=35%。先拆开原子，再求和。

3纯净物组成固定，但水电解生成H2和O2，'组成不变'到底指什么？

参考答案'组成固定'指分子层面——元素种类与原子个数比不变。化学变化中分子重组，但原子种类与总数守恒，是另一个层面的'不变'。

13第 13 页 · 课后思考