第二節 化合物

化合物 (compound) 是由兩種或以上元素的原子通過化學反應以固定的比例結合而成的純物質。

雖然現今已發現並予以公認的元素只有一百多種,但是由不同成份元素相互結合而構成的化合物已超過 \(2000\) 萬種,並且仍然在持續地增加。有些化合物,本身就存在於自然界中,如水、食鹽和糖等,它們被統稱為「天然化合物」。而另一些化合物,則是化學家通過人工方法合成的,如塑膠、光纖材料、一些藥物和具有存儲功能的材料等,它們被統稱為「人造化合物」。

常見的化合物

化合物是純物質的一種,因而每種化合物均具有各自固定的組成和結構。例如,氯化鈉是由鈉離子和氯離子按照 \(1:1\) 的數目比,有規律且連續地堆積成立方結構。

值得注意的是,就算是同樣兩種元素的微粒,亦可能通過不同的結合方式,構成不同的化合物。例如,一氧化碳和二氧化碳均是由碳原子和氧原子結合而成的化合物。在一氧化碳分子中,碳原子和氧原子的數目比是 \(1:1\);而在二氧化碳分子中,碳原子和氧原子的數目比是 \(1:2\)。因此,它們是兩種不同的化合物。

氯化鈉 3D 模型
一氧化碳分子 3D 模型
二氧化碳分子 3D 模型

每種化合物均具有各自固定而獨特的性質。

例如,氯化鈉是一種化合物。常溫常壓下,氯化鈉是無色透明有鹹味的晶體;常壓下,它的熔點是 \(801^{\circ} \text{C}\),沸點是 \(1465^{\circ} \text{C}\);氯化鈉可溶於水,難溶於非水溶劑。水亦是一種化合物。常溫常壓下,水是無色無味透明的液體;常壓下,它的熔點是 \(0^{\circ} \text{C}\),沸點是 \(100^{\circ} \text{C}\)。

雖然各種化合物的特性不盡相同,但是,它們有一個共通之處:化合物均可以通過化學方法,分解成兩種或以上更簡單的純物質。這亦是化合物與元素在性質上的不同之處。

氯化鈉

化合物均可以通過化學方法分解成兩種或以上更簡單的純物質。

常見的化學分解方法包括加熱分解和電解 (即在通電條件下分解) 等。例如,在通電後,水被分解成氫和氧。

請注意:

  • 化合物必須通過化學方法才能分解。例如,通電後,水分解成氫和氧;而將水凝結成冰,不能令其分解。

  • 化合物分解後得到的純物質,一定是兩種或以上。例如,水電解得到氫和氧兩種純物質。

  • 化合物分解後,生成的更簡單的「純物質」,可能是元素,亦可能是化合物。例如,水電解後,生成氫和氧兩種元素;而碳酸鈣 (石灰石的主要成份) ,在加熱條件下分解後,生成的是氧化鈣和二氧化碳,兩者均是化合物。

由於在化合物分解的過程中發生了化學反應,有新物質生成,因此,化合物分解的過程是化學變化。

水經電解後,生成氫和氧
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