一、化学式
我们已经知道，H2O 不仅表示了水这种物质，还表示了水的组成，这种用元素符号和数字的组合表示物质组成的式子， 叫做化学式①。除了H2O 之外，前面学过的O2 、H2、CO2 、HCl、Fe2O3 和HgO 等化学符号都是化学式， 它们分别表示了氧气、氢气、二氧化碳、氯化氢、氧化铁和氧化汞等物质的组成。
每种纯净物质的组成是固定不变的， 所以表示每种物质组成的化学式只有一个。
图4-27 表示了化学式H2O 的各种意义②。如果是2个水分子，则写成2H2O。
① 由分子构成的物质的化学式，又叫分子式。本书统一使用化学式，不使用分子式。
② 由离子构成的物质中不存在一个个的分子，其化学式表示了该物质中各元素原子数的最简比。
物质的组成是通过实验测定的， 因此化学式的书写必须依据实验的结果。 单质化学式的书写如下表所示。
在书写化合物的化学式时， 除要知道这种化合物含有哪几种元素及 不同元素原子的个数比之外，还应注意以下几点：
1.当某组成元素原子个数比是1时，1省略不写；
2.氧化物化学式的书写， 一般把氧的元素符号写在右方， 另一种元素的符号写在左方， 如CO2 ；
3.由金属元素与非金属元素组成的化合物， 书写其化学式时， 一般把金属的元素符号写在左方，非金属的元素符号写在右方，如NaCl。
由两种元素组成的化合物的名称， 一般读作某化某， 例如NaCl 读作氯化钠。 有时还要读出化学式中各种元素的原子个数， 例如CO2 读作二氧化碳， Fe3O4 读作四氧化三铁。
二、化合价
化合物有固定的组成， 即形成化合物的元素有固定的原子个数比，如表4-1 所示。
从上表可看出： 不同元素相互结合时， 其原子个数比并不都是 1 ∶ 1，如 H 与Cl 结合的原子个数比为 1 ∶ 1， 生成HCl ；H 与O 结合的原子个数比就是 2 ∶1，生成H2O。 我们如何知道不同元素以什么样的原子个数比相结合呢？ 一般情况下， 通过元素的“化合价”可以认识其中的规律。 元素的化合价有正、有负， 在化合物里， 正、负化合价的代数和为零。例如，在化合物里O 通常 为-2 价， H 通常为+1 价， Cl 通常为-1 价， 因此， 当氢气与氧气反应时， 是2 个氢原子结合 1 个氧原子生成H2O ； 氢气与氯气反应时， 是 1 个氢原子结合 1 个氯原子生成HCl。同理可推知： Na 为+1 价， Fe 为+3 价。
有一些物质， 如Ca(OH)2 、CaCO3 等， 它们中的一些带电的原子团， 如OH- 、CO-， 常作为一个整体参加反应， 这样的原子团， 又叫做根①。根也有化合价， 如OH- 为-1 价。
在确定元素的化合价时， 需要注意以下几点：
1. 金属元素与非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显负价；
2. 一些元素在不同物质中可显不同的化合价；
3. 元素的化合价是元素的原子在形成化合物时表现出来的一种性质， 因此，在单质里，元素的化合价为0。
知道了元素的化合价, 可以根据成分元素的化合价推求实际存在的化合物中元素原子的个数比, 从而写出化合物的化学式。
三、有关相对分子质量的计算
化学式中各原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（符号为Mr ）。 根据化学式可以进行以下各种计算。
1. 计算相对分子质量
O2 的相对分子质量＝ 16×2 = 32
H2O 的相对分子质量＝ 1×2+16 = 18
2. 计算物质组成元素的质量比
例如：二氧化碳（CO2 ）中碳元素和氧元素的质量比等于
12 ∶ (16×2)＝ 3 ∶ 8
3. 计算物质中某元素的质量分数
物质中某元素的质量分数， 就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比。 例如， 计算化肥硝酸铵 ( NH4NO3 ) 中氮元素的质量分数， 可先根据化学式 计算出NH4NO3 的相对分子质量：
NH4NO3 的相对分子质量＝ 14+1×4+14+16×3 = 80
再计算氮元素的质量分数：
药品、食品等商品的标签或说明书上常常用质量分数来表示物质的成分或纯度。
参考资料：
课题4《化学式与化合价》
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