化學

化學式（Chemical Formula）
譯者：台中一中 林俊嘉
指導老師：台中一中 薛朋雨 老師

化學式是個描述原子組成特定化合物的方法，化學式同時也可以簡易的表示化學反應如何發生。分子化合物藉著元素符號表達所含物並且用數字表達了其所含元素的個數。如果一個分子含有一個以上的相同元素，我們會將其數量以下標方式表示(雖然19世紀常用上標)。至於離子化合物及其他非分子物質，下標表示其實驗式中元素所含比例。

分子式及結構式
分子式與結構式
以甲烷(一由一個碳原子連接四顆氫原子的簡單分子)為例，其化學式：
CH₄
至於葡萄糖(六顆碳、十二個氫及六個氧)，其化學式則為：
C₆H12O₆
化學式使我們知道鍵結的種類及空間安排，雖然它無法指出特定的同分異構物。以含有兩個單鍵相連接的碳原子並且每個碳有三顆氫連接的乙烷為例，其化學式可表示為CH₃CH₃。至於乙烯則在碳與碳之間有著雙鍵，所以其化學式為CH₂CH₂，事實上其雙鍵是肯定的，因為碳的價原子數為四。總之，較詳盡且正確的寫法應為H₂C=CH₂或不常見到的H₂C：：CH₂，兩條線代表原子與原子間以雙鍵連結。三鍵則以三對點表示，另一解釋是，一條線即代表單鍵。

有著多官能基的分子以下列同樣的方法表示：(CH₃)₃CH，然而，這暗示著與其他分子有著不同的結構。此代表著中心碳與一具有三個碳所組成的基相結合，並連結其他碳。
所有碳上的鍵皆與氫原子連結，然而，相同數目的原子有可能形成直鏈型：CH₃CH₂CH₂CH₃。
烯類有兩種同分異構物是化學式CH₃CH=CHCH₃無法明確表示的，二甲基的相關位置必須明確以附加標記表示其是否在相同或相對的位置。

烷類的裂解(cracking of alkane)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

裂解是指將較大的分子分裂成較小的分子，可以用加熱或加入催化劑的方法來達成。加熱裂解的過程是經由均勻裂解的機制，並且包含自由基的形成；催化劑裂解則是利用酸催化劑（通常是固體酸，例如矽礬土和沸石），使鍵結進行不均勻（不對稱）斷裂，產生帶有相反電荷的離子對。

烷類的異構化和重組(rearrangement and isomerization of alkane)
西松高中 李亦晴老師/台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

當直鏈烷類在鉑催化劑的存在下加熱，可進行異構化和重組反應。在異構化過程中，烷類會形成帶有支鏈的異構物；在重組反應中，烷類則會成為環烷或芳香烴，並產生氫氣為副產物。這兩種方法都可以提高物質的辛烷值(octane number)。

烷類的其他反應
烷類在鎳催化劑存在下可和水蒸氣反應產生氫氣。也可進行氯磺化和硝化反應，但都需要特殊的反應條件。烷類經由發酵形成有機酸，在工業上有其重要性。在里德反應中(Reed reaction)，二氧化硫、氯氣和紫外光能夠將碳氫化合物轉換成氯磺醯。

苯甲酸（benzoic acid）
國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

苯甲酸，C₇H₆O₂(或 C₆H₅COOH)，是一種無色結晶固體，也是最簡單的芳香羧酸。名字是從安息香來的，曾經是長久以來苯甲酸的唯一來源。這個弱酸及其鹽類被用來做食物防腐劑。苯甲酸是許多化學合成物質的前驅物。

歷史
苯甲酸最早在16世紀發現。Nostradamus首先描述了安息香的乾餾，隨後Alexius Pedemontanus、Blaise de Vigenère也陸續做了紀錄。
Justus von Liebig and Friedrich Wöhler在1832年測定了苯甲酸的結構。他們也研究了馬尿酸與苯甲酸間的關係。
1875年，Salkowski發現了苯甲酸抗真菌的能力，並使得長久以來使用苯甲酸鹽當做防腐劑（包括水果）。

阿斯匹靈（Aspirin）
國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

阿斯匹靈（aspirin）,其學名為乙醯柳酸（acetylsalicylic、acetosal），
屬於水楊酸系列藥物（salicylate drug），經常被使用作為鎮痛藥(解除輕微疼痛, 退燒藥(減少發熱),和作為抗發炎藥。它有一個抗血小板的機制 (”血液變薄”)和並且在長期使用低藥量之下，可預防高風險的人，造成心臟病發作和血塊的形成。

阿斯匹靈也許可以被大劑量的使用，在激烈地心臟病發作之後;這些藥量也許會抑止凝血原（prothrombin）的合成，並且可能導致第二個以上的抗凝血的作用,雖然這機制不容易被了解。

阿斯匹靈的主要不受歡迎的副作用是胃腸的病痛，包含潰瘍、胃出血和耳鳴, 特別是在大劑量的使用之下。其它不利的影響，則是婦女在月經來時，大量的出血是由於阿斯匹靈的抗凝血性所致。約12歲左右的兒童,阿斯匹靈不再被使用在控制流感症狀或水痘症狀,是由於會導致雷氏症候群（Reye’s Syndrome）的嚴重風險。

阿斯匹靈是第一個被發現關於非類固醇類抗炎藥(NSAIDs) 這系列，而並非是水楊酸系列。雖然他們大多有相似的作用和牽涉無選擇性的抑制環氧酵素（cyclooxygenase）活性的反應機制。

二氯甲烷（Dichloromethane）
國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

二氯甲烷的分子式為CH₂Cl₂，它是種無色、易揮發且具有淡淡的香氣的液體，且它被廣泛使用作為溶劑，因為它可混合於大多數的有機溶劑，而且無毒。

製成
工業上，二氯甲烷是經由甲基氯化物或甲烷與氯氣在攝氏400到500度的溫度下製造而成的，在這樣的溫度下，不論是甲基氯化物或甲烷都經歷一系列的氯化反應。
此過程的產物包刮了甲基氯化物、二氯甲烷、三氯甲烷及四氯甲烷，這些分子經過蒸餾的過程使之分離。

聚合物(polymer)
新莊高中陳偉民老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

小分子經化學反應後重複連接的巨大分子稱為聚合物。其平均莫耳質量非常大，例如塑膠、DNA及蛋白質等都屬聚合物。