第二章 化 學 與 語 言

化學語言 對於一門學科有其個別之語言、歷史及其基本知識，為了要進入這門學科就有必要先瞭解其基本語言與知識，所以學習本學科也不例外。尤其，化學這門學科是外來的知識領域，是極為需要的。 早期化學 (包括17至19世紀) 發展中的化學家們，將長期觀察自然環境累積下來的知識，運用化學語言表達，尋求其規律性加以解釋，並追究其原因。 在可控制情形下，反覆觀察、實驗、歸納，並推論出一系列突破化學研究瓶頸的定律和定理。其中最早的基本定律、學說，因而得以建立。

本章大綱 2.1 科學與人類的思維、語言 2.2 亞佛加特羅學說 2.3 原子量、分子量、莫耳、莫耳原子量、莫耳分子量 2.4 元素符號與化學式 2.5 化學方程式 2.6 動態平衡與質量作用定律 2.7 無機化合物的命名 2.8 化學計量

化學語言 學習化學的基本步驟包括對化學術語下定義，並熟悉一些基本概念，對一門學科的知識建立是很有幫助的，尤其瞭解一些基礎名詞有其必要性。 對於一門學科有其演化之語言、歷史及其基本知識，為了要進入這門學科就有必要先瞭解其基本知識，所以學習本學科也不例外。 化學家們長期觀察自然環境而累積下來的知識，運用化學語言表達，加以尋求其規律性，在可控制情形下，反覆觀察、實驗、歸納，運用科學方法所提出的重要定律及學說。

2.1 科學與人類的思維、語言 語言是人類 所獨有的一種能力。 對於科學來說，進行觀察是基本的要求，在沒有文字的人類文化中，觀察能力受到兩方面的嚴重限制，一方面是人類地域的限制；另一方面是人類的生理條件，特別是與視覺有關的生理條件的限制。 另外，沒有文字，知識便難以積累和發展，尤其難以傳播。

人類思維 人類思維的一種屬性，這種屬性很可能在整個有記載和無記載的智人歷史中都存在著。那就是對觀察到的現象作出過度的解釋。 在十八及十九世紀發展中的化學家們，就利用長期觀察自然現象所累積下來的知識，以尋找大自然的規律性，究其原因，再本著科學精神的大膽假設，充實設計實驗，在可控制情形下，反覆觀察、實驗、歸納，並推演出具有突破性的化學定律或定理。故最早的基本定律、學說，因而得以建立。分別將依序介紹化學家們透過以上的科學活動，運用科學方法所提出的重要定律及學說。

化學研究對象 化學家在三個十分不同的領域工作：巨觀的、原子的及符號的化學世界。 化學研究的主要對象就是物質的變化。 在日常生活中，我們所看見非常多的物質，由其外表型態可歸類為三種，即固態(Solids)、液態(Liquids)、氣態(Gases)，此稱物質三態。一般固體有一定的體積與形狀；液體有一定的體積，其形狀取決於容器的形狀；至於氣體，其不定的體積與形狀，決定於容器的體積與形狀。

物質的組成與性質 物質的組成(Composition)可以由物質中出現的原子類型和數目來描述。 物質的性質(Properties of matter)就是它的特性、特點。 物質的化學性質(Chemical properties)是當物質進行了化學反應時所發現的性質。

物理變化

物理變化 當物質發生變化，其前後的本性及組成都不改變，此稱為物理變化(Physical change)。 在這些物理變化過程中顯現出之性質稱為物理性質。物理性質可再分為定性(Qualitative)性質，此與其本身特質、特色有關，例如：外形、顏色、氣味、硬度、溶解度、傳熱與導電性、延展性、折射率等。而另一為定量(Quantitative)性質，此與數量有關，例 如：密度、熔點、沸點、溫度、質量等。

物理性質與樣品大小 當我們觀察到物理性質與研究的樣品大小有關係，稱為廣度(Extensive property)。相反的、無關時，稱為強度(Intensive property)。

化學變化 物質變化前後的本性及組成都改變者稱為化學變化(Chemical change)，也就是說物質變成另種新的物質，其經常伴隨光、熱等能量而產生變化。 當物質經化學變化(Chemical change)變成另一物質之現象又稱為化學反應(Chemical reaction)，原來的物質稱為反應物(Reactants)，反應後之物質稱為生成物(Products)。

化學反應的基本形式可分為下列四種： 化合(Combination)或稱加成(Addition) 分解(Decomposition) 通常指二種或二種以上物質結合得一種生成物。簡示為 A + B → C 分解(Decomposition) 由一種化合物分解為二種或二種以上的物質。簡示為 A → B + C 取代(Displacement) 化合物中的某一成分被另一種成分取代。簡示為 AB + C → AC + B 交換(Double Displacement)或稱雙取代 二化合物間的成分相互交換或重新組合，變成另一種新化合物。簡示為 AB + CD → AC + BD

物質的種類

純物質與混合物 純物質(Pure substance)有一定的組成。比如水，在重量上，氧永遠佔 88.81%。純物質還有一定的化學和物理性質：在一大氣壓下，水總是在 0℃時結冰，在 l00℃時沸騰。無論在哪裡發現的純物質，它的組成和性質都是相同的。 混合物(Mixtures)，例如一杯咖啡，其間有不同的成分，因此具有不同的性質。

元素與化合物 純物質可以被分成元素和化合物。元素是僅含一種原子的物質。元素可以以分子的形式存在，但這些分子必須是由完全相同的原子所組成。 化合物(Compounds)(例如水或食鹽)含有不止一種的元素，這些元素以固定的比率相化合。

一個分子(Molecule)是一群分離的原子被結合在一起。分子化合物(Molecular compound)是由電中性的粒子所組成，分子化合物的組成可由已知的化學式(Chemical formula)來描述。 在化合物中，化學式的下標代表化合物中相對應的原子數。當化學式中沒有下標，比如 CO2 中的碳，就假設它的值為 l。因此，分子式 CO2 就代表含有一個碳原子和二個氧原子的一個分子。 離子化合物(Ionic compound)，是由正電荷粒子和負電荷粒子化合而成的。它形成一個三維空間網絡而不是分子中互相分離的粒子。

混合物 混合物可以是均勻的，也可以是非均勻的。均勻物(Homogeneous mixture)的整體性質是一樣的。

有關名詞 物質(Matter)： 純物質(Substances)： 元素(Elements)： 佔有空間，具有質量及各有特性的任何東西。如水 (H2O) 、泥土、空氣、鐵(Fe)、 葡萄糖 (C6H12O6) 、血液、酒等。 純物質(Substances)： 具有一定的組成和特性，而且各部組織均勻者。如水、食鹽(NaCl)、金(Au)、銀(Ag)、氧 (O2) 、水銀(Hg)、氧化汞(HgO)、石灰(CaO)、灰石 (CaCO3) 等。 元素(Elements)： 純物質中不能用普通化學方法分成二種或二種以上之物質者。如金(Au)、銀(Ag)、氧 (O2) 、白磷 (P4) 、硫黃 (S8) 、氬(Ar)等，故又稱為單質。

化合物(Compounds)： 混合物(Mixtures)： 純物質中不能用物理方法分離，但可以用化學方法再分離為二種或二種以上的物質。如水 (H2O) 、食鹽 (NaCl) 、乾冰 (CO2) 、蔗糖 (C12H22O11) 。 混合物(Mixtures)： 物質中沒有固定的組成，由二種或二種以上純物質混合而成，能以普通物理方法分為更簡單的物質。如糖水、鹽水、空氣、合金、岩石、礦物等。由於成分比例不定，所以沒有固定的熔點或沸點。

均勻物(Homogeneous Mixtures)： 純物質以不同的比例混合時，仍保有各純物質之特性，但混合後的特性卻完全改變，且不同之比例有不同之特性。其混合物如用眼睛或顯微鏡都分不出原來之成分者稱為均勻混合物，也就是可完全相溶合之溶液。如空氣為二氧化碳、氮氣、氧氣等之氣態混合物。糖水為糖完全溶於水之液態混合物，又如合金為固態混合物。 非均勻物(Heterogeneous Mixtures)： 若混合後仍可分辨出各成分者稱非均勻混合物。像混凝土一樣仍可分出沙、石等成分。又如岩石、礦物等在放大鏡下亦可看出不同的結晶物質。

週期表 到目前已發現的元素(包括人工合成)共有 114 種，可把它分成三部分： 金屬元素(90) 半金屬或類金屬元素(7) 非金屬元素(17)

2.2 亞佛加特羅學說 亞佛加特羅的「分子說」為化學與物理學的發展做出了重大貢獻。使得「分子世界」把「原子世界」與「巨觀世界」連接起來，並擔任起中間者的角色。因此，化學家用相同的分子符號來表示在巨觀世界和原子領域所發生的現象。

質量守恆定律(質量不滅定律) 1774 年，拉瓦錫(A. L. Lavoisier, 1743-1794)由一系列的實驗歸納出質量守恆定律(Law of conservation of mass)，即一物質經化學反應，其反應前的總質量恆等於反應後的質量總和。

定組成定律 1799 年，普魯斯特(J. L. Proust, 1754-1826)分析許多化合物後，提出定組成(或定比) 定律(Law of definite proportion)：任何化合物的成分元素的種類是固定的，而且這些元素以一定的質量比例相互結合。

倍比定律 1803 年，道爾頓(J. Dalton, 1766-1844)研究二元素間彼此結合所形成多種化合物，經 歸納出倍比定律(Law of multiple proportion)：二元素甲和乙化合有數種化合物時，和一定量的甲元素化合的乙元素質量有一種簡單的整數比。

原子論 1803 年，道爾頓發表了「原子論」來解釋質量守恆定律、定組 成及倍比定律，提出建立在下列的假設基礎上的原子模型： 物質是由原子組成的，原子是不能分割和破壞的。 同元素的所有原子是完全相同的。 不同元素的原子有不同的質量和不同的化學性質。 不同元素的原子以簡單的整數比組合成化合物。 原子不能被創造，也不能被消滅。當一個化合物被分解時，所回收的原子是不變的。

利用道爾頓的原子理論可解釋了化學的三個基本定律： 質量不滅定律(Law of conservation of mass)：化學反應的前後，只是原子的重新排列，所以質量沒有改變。 定比定律(Law of constant composition)：對任一化合物，構成的原子數目是一定的， 故不同的元素間以一定的質量比形成的。 倍比定律(Law of multiple proportions)：當兩種元素可以形成一種以上的化合物，若甲元素的原子數目固定時，則乙元素的原子數目則會成簡單整數比。例如 H2O 與 H2O2，分別是由H 及 O 所組成的二種化合物。

氣體反應體積定律 1808 年，蓋呂薩克(J. L. Gay-Lussac, 1778-1850)從氣體反應實驗中，觀察「氣體反應」 之體積關係，發現有類似倍比定律的關係存在，結果導出氣體反應定律：在同溫、同壓下，氣體反應中的各氣體體積均成簡單的整數比。

亞佛加特羅定律 1811 年，亞佛加特羅(A. Avogadro)提出一個假說，氣體是由「分子」組成 的，合理的解決了氣體反應定律的爭論，其內容如下： 物質都是由分子構成，但分子是由若干個原子組合而成的。 元素的分子是由一至數個相同原子組合而成，但化合物卻是由二個或二個以上不同的原子結合而成的。 氣體在同溫、同壓下，相同體積含有相同數目的分子。 亞佛加特羅定律即「在同溫、同壓下，相同 體積之任何氣體皆含有相同數目的分子」。

2.3 原子量、分子量、莫耳、莫耳原子量、莫耳分子量 今將原子核中之質子數目 定為原子序(Atomic number) Z，而特別把質子數加上中子數定為質量數(Mass number) A， 現可利用質譜儀(Mass spectrometer)測量之。當質子數相同而中子數不同之原子稱為同位素(Isotopes)，因它在週期表中排同一位置。

分子量 分子為一種或數種原子以固定的比例組成的，所以分子的質量即為構成的原子質量之 總和，簡稱為分子量。

莫耳 莫耳(Mole)表示「物質量」的單位，化學上的莫耳等於 6.02 ×1023 個 一莫耳原子有6.02 ×1023 的原子，一莫耳分子有 6.02 ×1023 個分子。 6.02 ×1023 ，這個數為亞佛加特羅常數，以 NA表示之，並稱之為莫耳

標準狀況或 STP 在 0℃， 壓力定在 1 大氣壓(簡寫為 1atm)，稱為標準溫度和壓力，簡稱標準狀況或 STP (Standard Temperature and Pressure)。1 莫耳氫、1 莫耳氧、1 莫耳二氧化碳等氣體體積都是 22.4 升。 由實驗得知，1 莫耳任何氣體在 STP 下所佔體積都是 22.4 升。

莫耳原子量、莫耳分子量 1 克分子氧=1 莫耳氧分子=32 克氧= 6.02×1023 個氧分子= 6.02×1023× 2 個氧原子 1 克分子二氧化碳=1 莫耳二氧化碳=44 克 CO2 = 6.02×1023個 CO2分子= 6.02×1023× 3 個原子

2.4 元素符號與化學式 元素符號 1814 年，瑞典化學家貝茲里烏斯(J. J. Berzelius, 1779-1848)就提出今日我們所使用的世界性語言的化學元素符號為 ，其中 X 為任一元素之符號，A 為質量數及 Z 為原子序，一般均省略。原則如下

以英文名字的第一個字母表示但必須大寫，如 C 表示碳(Carbon)、S 代表硫(Sulfur)、N 代表氮(Nitrogen)、O 代表氧(Oxygen)、H 代表氫(Hydrogen)……。 若二種元素有相同的開頭字母，則其中一元素再附加接續的小寫字母，例如：碳是 C、鈣(Calcium)是 Ca 、鈷(Cobalt)為 Co ，氯(Chlorine)為Cl、鎘(Cadmium)為Cd、銫(Cesium)為Cs ……等。 有十種重要金屬其符號是取自「拉丁」名字：包括鈉 Na (Natrium)、鉀 K (Kalium)、鐵 Fe (Ferrum)、銅 Cu (Cuprum)、銀 Ag (Argentum)、錫 Sn (Stannum)、銻 Sb (Stibium)、金Au (Aurum)、汞 Hg (Hydrargyrum)、鉛 Pb (Plumbum)。 只有一個鎢 W(Wolfram)來自德文。

實驗式(Empirical Formula) 實驗式乃是表示物質組成的最簡單組成的化學式，故它只能表示出分子內所含元素的種類和原子數比例，而不能表示出正確的元素的原子個數。實驗式中各成分元素原子量之 總和稱為式量。

＜例＞維生素 C 含碳 40.9%，氫 4.6%，和氧 54.5%，求維生素 C 之實驗式。

分子式(Molecular Formula) 分子式表示化合物內原子的種類和數目，即表示各成分元素的相對組成，所以由分子式就可知物質的組成，以及分子量。因分子式中包含各組成元素之全部原子，有些可化簡為實驗式，而有些分子式即實驗式。 分子式 = (實驗式)n 分子量 = (實驗式量) × n (n 表 1,2……之正整數)

＜例＞在前例中，已知維生素 C 之實驗式為 C3H4O3 ，若由實驗中測得分子量為 176，則其分子式為何？

結構式(Structural Formula) 結構式表示分子內部各原子排列或結合狀況的化學式。除了化合物所有組成元素原子的個數、種類及其特性外，更以化學鍵表示出各組成原子間相關的位置。

結構式相同的物質，其分子式及實驗式一定相同。反之，分子式相同，而結構式卻不相同，稱此為同分異構物(Isomer)，簡稱異構物。

化學鍵(共價鍵) 以上各結構式中，原子和原子相連接之符號“－” “＝” “ ≡ ”稱為化學鍵，乃為各 原子間由於電子的共用而形成互相結合的力量，如共用一對電子則以“－”表示為單鍵；如共用二對電子，以“＝”表示為雙鍵；同理共用三對電子為“≡”稱參鍵。

示性式(Rational Formula) 上述的結構式可以適當的予以簡化。表示分子內含有何種根(或基)而簡示其特性的化學式，稱為示性式。其根或基乃為若干原子的集團，稱為原子團，性質相當於單獨的原子 一樣，有其獨特的性質，所以稱之為根或基。 例如上例中乙醇可 以寫為 C2H5－OH，其R －OH稱為醇類。二甲醚可寫為CH3－O－CH3，其R－O－R ' 稱為醚類。 如在無機化合物中稱為根，例如 H－NO3中，－NO3為硝酸根； H2SO4中，－SO4稱硫酸根； NaOH 中，－OH稱氫氧根。

電子式(Electronic Formula) 電子式表示分子內各原子之價電子，在結合時所給予、接受及配合之情形 (如 八偶體規則)，以說明其鍵性(如離子性、共價性)之關係，例如： ， ……等。

2.5 化學方程式 依道爾頓原子論，不同元素的原子相結合形成化合物，其結合方式有兩種：一種是共 用電子形成共價化合物，如 HC1、H2O、NO2 ……等。另一種是進行電子轉移而形成離子化合物，如 NaCl 、 MgO ……等。此兩種化合物，在一般化學反應中常依氣體、液體、或固體出現。

氣體反應的方程式 對於氣體反應，通常是考慮反應物和產物的體積，而不是它們的質量。無論任何一種 理想氣體，l mol 的體積都是相同的，在 0℃和 l atm (標準溫度與壓力，STP)下等於 22.414 L。 即在 STP 下，任何氣體摩爾體積都是 22.414 L/mol。 化學方程式1 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) 化學方程式2 H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)

在同溫、同壓下，2體積的氫和1體積的氧反應，產生2體積的水。 2分子的氫和1分子的氧反應，得2分子的水。 2莫耳的氫和1莫耳的氧反應，得2莫耳的水。 2×2＝4公克的氫和32公克的氧生成2×18＝36公克的水。 (原子量：H＝1.00，O＝16.00) 在STP下2×22.4＝44.8升的氫和22.4升的氧反應，產生2×22.4＝44.8升的水。 以上均為定量的意義，當左邊的反應物 H2(g) 與 O2(g) 反應生成右邊的生成物 H2O(g) 時，它的“→”表示化學反應的方向，左右的元素原子種類及數目都要均衡。

固體反應的方程式 已 平衡化學方程式所表示的起反應的各物質的量稱為化學計量。化學計量學 (Stoichiometry)是化學反應中各反應物和產物的量之間的關係。如果一種反應物的量超過與另一反應物進行反應所要求的化學計量，則反應完畢後過量的反應物將會殘留下來。

＜例＞ 若用 10.00 公噸木炭去還原 10.00 公噸氧化鋅，則可以得到多少質量的鋅？ ＜例＞ 若用 10.00 公噸木炭去還原 10.00 公噸氧化鋅，則可以得到多少質量的鋅？ 解：寫出方程式 ZnO(s) + C(s) → Zn(s) + CO(g) ZnO 的量 = 10.00 × 106 /(65.4 + 16.00) = 1.23 × 105 mo1 C 的量 = 10.00 × 106 /12.00 = 8.33 × 105 mo1 由於所提供的氧化鋅的量較少，因此所生成的鋅量受氧化鋅的量限制。從方程式中可 以看出 l mol ZnO 可生成 l mol Zn。 Zn 的量 = 1.23 × 105 mo1 Zn 的質量 = 1.23 × 105× 65.4 × 10-6 公噸 = 8.04公噸

固體和氣體反應的方程式 當反應同時涉及固體和氣體時，固體用質量衡量，氣體則用體積衡量。

＜例＞ 若為了製取 200mL 氧氣(在 STP 下)，需要分解多少克 KC1O3 ？在催化劑 MnO2 存 在下，分解反應的方程式是 2KC1O3 (s) → 2KC1(s) + 3O2 (g) 解： 從方程式可以看出： 2 mo1 KC1O3 可放出 3 mo1 O2 。 KC1O3 的摩爾質量 = 92.5g/mo1 所以 2 × 92.5g KC1O3 → 3 × 22.4L O2 為了製取 200mL O2 ，需要 2 × 92.5/(3 × 22.4) × 200 × 10-3 KC1O3 須分解的 KC1O3 質量＝0.551g

旁觀離子與淨離子方程式 當一原子失去電子或獲得電子即形成離子(Ion)，對失去電子所形成的離子稱為陽離子(Cation)，如 Na+ 、 Mg2+ 。對獲得電子所形成的離子稱為陰離子(Anion)，如 Cl- 、O2-。 有些原子聚在一起所形成的原子團，當它失去或獲得電子所形成的離子，特稱為根或基，如 SO32-、NH4+、OH- 、NO-……等。當這些離子化合物進行化學反應時，把未參與反應的離子，特稱為旁觀離子(Spectator ion)，省略時，特稱此化學方程式為離子反應方程式或簡稱淨離子方程式。

熱化學方程式 化學家把儲存在物質內的能量稱為熱含量或焓(Enthalpy)，用符號 H 表示之。而△H 即表示一反應中生成物與反應物之間焓的差，如為正值表示吸熱反應，反之如為負值是為放熱反應。一般使用△H，單位為 kJ/mol，即1 莫耳物質完全反應所生的熱量變化。熱量單位為焦耳(Joule，簡寫 J)，kJ 即為千焦。

可把 改書為 其表示下列之意義： 1莫耳氫和氧完全作用產生 285.8kJ 之熱量(△H = “－”)。 2 莫耳氫和氧完全作用產生 285.8 kJ×2 = 576.6 kJ 之熱量，亦即反應熱與莫耳數成正 比。 若將 1 莫耳 H 2 O(g) 分解為氫和氧氣需 285.8 kJ 之能量，即： 即正逆反應之反應熱大小相同，但符號相反。

1840 年，由俄國化學家黑斯(G. H. Hess, 1802-1850)提出若一化學反應能以兩種或多種反應式的代數和表示時，其反應熱亦為各式反應熱之代數和表之，此稱為黑斯定律。如：

質能互變 化學反應除了熱能放出以外，亦常伴隨著電、光等能量變化釋出。在 1905 年，愛因斯坦(A. Einstein, 1879-1955)的相對論中提出了質能互變關係： E(能量) = m(質量) × c2 (光速) 表示質量與能量可互相轉換，但其質、能的總和是不變的，特稱為質能守恆定律。

2.6 動態平衡與質量作用定律 對不發生任何性質變化的系統，稱為處於平衡的系統。因此共有兩類系統：一類是處於組成變化狀態的系統，就像化學平衡。另一類是處於組成不變的平衡系統，就像物理平衡。

物理平衡 「汽化速率＝凝結速率」這一平衡是動態平衡，我們說此類系統處於動態平衡。動態意味看正在運動，也就是說，從分子水平看來，系統是運動看的。然而，這種系統的整體性質不會變化，液態溴的體積和氣相中溴的濃度都不再變化，即 Br2 (1) Br2 (g) 如果系統不是封閉的，則不可能達到平衡。因為集氣概如果敞開看，那麼液態溴會不斷汽化，直到沒有液態溴剩下為止。

化學平衡 2Mg(s) + O2 (g) → 2MgO(s) CaCO3 (s) → CaO(s) + CO2 (g) CaO(S) + CO2 (g) → CaCO3 (s) CaCO3 (s) CaO(s) + CO2 (g)

質量作用定律 這是化學動力學的基本定律，由挪威科學家古爾德貝格(C. M. Guldberg, 1836-1902) 和瓦格(P. Waage)於 1864-1879 年間提出。該定律說明，任何簡單化學反應的速率或速度和反應物質質量方次的乘積成正比，而每一反應物質最的方次等於該物質參與反應的分子數。

對於反應物為 A、B、C，參與反應的相應分子數為 a、b、c，生成物為 P 的反 應，可用平衡的化學方程式，a A＋b B＋c C → P 來表示，其反應速率(r)的數學式為r = k[A]a [B]b [C]c 。方程中 k 為比例常數，稱為比反應速率或速度常數。[ ]代表 A、B、C 的相應的濃度(摩爾/升)。所有化學反應速率的定量方程式均以質量作用定律為基礎。

平衡常數 一般來說，對於以下的平衡： aA + bB cC + dD Kc = [C]c [D]d /[A]a [B]b

2.7 無機化合物的命名 俗名 化學的初學者，對於簡單化合物的命名常用俗名，像醋酸( CH3COOH )、石灰( CaO )、灰石( CaCO3 )……等。由於化合物逐漸的增加，而且複雜性的提升，使得大家改採用國際純粹及應用化學聯盟(IUPAC)的系統命名規則來命名，以減少不必要的爭論。

化學系統命名法 一、命名離子化合物或鹽類(Naming Ionic Compounds, or Salts) 在陽離子的名字的後面列出陰離子的名字，可以寫出離子化合物的名字 NaCl Sodium chloride(氯化鈉) (NH4 )2SO4 Ammonium sulfate(硫酸銨) Fe2O3 Iron(III) oxide(氧化鐵(III)) NaHCO3 Sodium hydrogen carbonate(碳酸氫鈉) A1(C1O4)3 Aluminum perchlorate(過氯酸鋁)

二、命名陽離子(Naming Positive Ions) 由單一原子形成的陽離子帶有形成它們元素的名字 Na+ 鈉離子 Zn2+ 鋅離子 Ca2+ 鈣離子 H+ 氫離子 K+ 鉀離子 Sr2+ 鍶離子 若對金屬離子有兩種情形可能產生時，中文把低價離子加上「亞」字。 Fe2+ 鐵離子(II) Fe3+ 鐵離子(III) Sn2+ 錫離子(II) Sn4+ 錫離子(IV) Cu+ 銅離子(I) Cu2+ 銅離子(II) 只有有限數目的多原子陽離子，而這些離子通常結尾為。 H3O＋ 氫離子 NH4+ 銨離子

命名陰離子(Naming Negative Ions) 這些離子的英文名字字尾是-ite 或-ate。 有數種原子與氧至少以兩種不同的化學計量相結合的多原子離子。 英文以-ate 結尾表示多原子離子其中心原子有比較高的氧化態(也就是說中心原子與較多量的氧鏈結)。 英文以-ite 結尾表示中心原子有比較低的氧化態(也就是說比較小量的氧與中心原子鍵結)。 當多原子離子的同一個中心原子和不同數量的氧鍵結存在 2 種以上，在英文名字前面加 per-和 hypo-用來表示非常大和非常小數目的氧。

命名簡單的共價化合物 鍵結類型三角形可以用來確定二元化合物的主要鍵結類型。依照普通規則，非金屬鍵結在一起一般都 被分類成共價化合物。 化學家們寫分子時，常把較小電負度的元素寫在第一個，按著的是 電負度大一些的元素，於是「化」(-ide)就加在電負度較大的原子上。如 HCl （Hydrogen chloride，氯化氫）與 NO （Nitrogen oxide，一氧化氮）。

對二元共價化合物也相類似，由化學式的後面往前命名。如 HCl 稱為氯化氫； H2O 稱為氧化氫。 當二元的分子化合物由兩種非金屬相互結合所產生的化合物，通常稱之為二元分子化合物。 對於分子化合物的命名，其系統性的方式與離子化合物的命名是有很大的不 同，命名時須加上數目字。如 CO2 稱為二氧化碳；CO 稱為一氧化碳；PCl3 稱為三氯化磷；PCl5 稱為五氯化磷； N2O5 稱為五氧化二氮。

命名酸 由金屬與非金屬所形成的化合物命名：(非金屬)化(金屬)。 由兩種非金屬所形成的化合物命名：(較多族)化(較少族)另加數字。 由H與非金屬所形成的化合物命名：(非金屬)化氫及氫(非金屬)酸。 遇有多種氧化態之元素，可用羅馬數字括號在最後或用高低價區分。

2.8 化學計量 基於方程式的計算 所有化學計量的計算皆遵守質量守恆，和依據(1)平衡方程式所得到的化學反應中反 應物和產物之莫耳數比；和(2)使用參與反應物質的原子量、分子量或式量，由莫耳數來 求反應物和產物的質量。其一般化學反應方程式如下： a A + b B → c C + d D 此類型計算的基本原理是由所給予的數據來求出反應物或產物的莫耳數，接著再由平衡方程式算出其他反應物或產物的莫耳數。若需要的話，可由物質的莫耳數求出另一反應 物或產物的克數。

由數量A轉換為數量C，需要三個步驟： 將所測得的量由克或升之單位轉換為莫耳。 由平衡方程式決定多少莫耳的第二個物質相當於第一個物質的莫耳數。 將第二個物質的莫耳數轉換成物質的質量或溶液的體積。

＜例＞燃燒 702 克的辛烷 C8H18需多少克的氧氣？ 2C8H18 (l) + 25O2 (g) →16CO2 (g) + 18H2O(g)

理論產量、實際產量和百分產率 產物的計算量是基於這些假設，則稱為理論產量(Theoretical yield)。我們發現這些條件很難滿足於實驗室或工業製品，由反應分離而得的實際產量(Actual yield)通常少於理論產論。

＜例＞若將 1.274 克的硫酸銅( CuSO4 )與鋅(Zn)反應，只獲得 0.392 克的銅(Cu)，則其百分 產率為多少? 故大約有 77.3% 的百分產率(因理論產量為 0.507 克) 上面公式代入，可得百分產率

限量試劑 反應物完全消耗掉的，稱為限量試劑(Limiting reagent)。此反應物限制了產物形成的量，並決定反應的理論產量。其他的反應物則為過量試劑(Excess reagent)。

＜例＞將 2 克的 H2(g) 和 8 克的 O2(g)混合燃燒，依下列反應形成水： 2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g) + 572 kJ 何者反應物是限量試劑？反應能產生多少克的水？可放出最大熱量是多少？