化合物

化合物（chemical compound）是由兩種或兩種以上的元素以固定的質量比-{zh-cn:通过;zh-tw:透過}-化學鍵结合在一起的化學物質。化合物可以由化學反應分解為更簡單的化學物質。像甲烷（CH4）、葡萄糖（C6H12O6）、硫酸鉛（PbSO4）及二氧化碳（CO2）都是化合物。

化合物是純物質分类下的一类，与元素和混合物相对。尽管有些情况下化合物的实际情况会与上述定义背离，如组成元素随制备方法而改变，内部结构并不均一，不同核素的分布并不固定等等，但一般仍认为它们属于化合物的范畴。另外，化合物中各元素的摩尔比并不一定是整数，某一元素也可呈不同的价态，例如非整比化合物和混合价态化合物。

化學元素的單質即使由幾個原子形成雙原子分子或多原子分子（如H2, S8），也不是化合物。

除特别不活泼的稀有气体氖外，其他所有稳定元素都已制成了化合物。稀有气体化合物的制备曾费了一些周折。第一個稀有气体化合物六氟合铂酸氙是在1962年才製備而得。

化合物的基本特性
化合物有以下的基本特性：

• 化合物中的元素有一定的比例關係（定比定律）：像水中的氫和氧的原子數比恆為2:1。
• 化合物有一定的性質：化合物的性質可能和組成的元素不同，像由可助燃的氧和可燃燒的氫組成的水，既不會燃燒也不會助燃。

有機化合物與無機化合物
化合物主要分為有機化合物和無機化合物：

• 有機化合物大多数含有碳和氫等元素，且二元素形成碳氫鍵，如甲烷（CH4）、葡萄糖（C6H12O6）等。

:有機化合物中有些含氧，此外也常含有氮、硫、鹵素、磷等，組成元素的種類不多，但因為有機化合物中碳的結合力很強，可以互相結合成碳鏈或碳環，因此有機化合物可以有許多的變化，已知的有機化合物可達四百六十餘萬種。

• 無機化合物是所有不含碳的化合物及少數含碳的化合物（碳元素、碳矽化物、碳的氧化物、碳酸及碳酸鹽、氰氣及其衍生物），無機化合物組成元素的種類很多，已知的無機化合物約有四十萬種，如硫酸鉛（PbSO4）、二氧化碳（CO2）等。

分子化合物與離子化合物
化合物主要也可分為分子化合物和離子化合物，兩者的物理性質有較大的差異：

• 分子化合物是由分子形成的化合物，分子内各原子以共价键相连接，分子之间存在分子间作用力（如凡得瓦力和氫鍵）。大部份分子化合物不是導體，其沸點較低，常溫下可能是液體、固體或是氣體。像水、二氧化碳、甲烷、葡萄糖都是分子化合物。

• 離子化合物是由金屬原子及非金屬原子所形成的，金屬元素為陽離子，提供電子給非金屬元素形成的陰離子（或包括非金屬元素的酸根），氯化鈉即為離子化合物，離子化合物的特性也很類似氯化鈉，包括沒有展性、固體時會形成晶體、高沸點及熔點、只有在液態或水溶液中才會導電等特性等。

化合物和混合物的比較
化合物和混合物不同。化合物的物理性質和化學性質和組成的元素不同，而混合物物理性質和化學性質和組成的成份有關。相對的，混合物用物理的方式即可產生，但要製備化合物，需要用組成元素進行化學反應，或是將其他化合物進行化學反應才能製備。

除了金屬互化物之外的合金都是混合物，但有時會被誤認為化合物。合金是利用物理方式產生，一般是將組成的金屬加熱到液態，混合後再冷卻而得。另外類似化合物的混合物包括鹼金屬的液氨溶液。

相态
所有化合物都可以固态存在，以分子存在的化合物大多存在液态、气态形式，有些甚至可以等离子体存在，超临界流体的物质也可以存在，如超临界态的二氧化碳，它较常态的二氧化碳有更强的溶解性。

只要加热的温度足够高，所有化合物都会分解，生成更简单的化合物甚至相应的单质。如：

*2NaHCO3 ->Na2CO3 +H2O +CO2 ^
*NH4Cl -> NH3 ^ + HCl ^
*2H2O -> 2H2 + O2

化學鍵
所謂化學鍵，即是一化學反應發生時，原子之間彼此鍵結的型式，一般常見的有共價鍵、離子鍵、金屬鍵。

• 共價鍵：共價鍵為二個原子分享電子對，原子間的吸引力及排斥力平衡後所成之鍵結形式，例如溴化氢、氯化铝。

:配合物中的共價鍵，其共用的電子對是由其中一原子獨自供應，此時稱為配位鍵。

• 離子鍵：當共價鍵鍵結形成之分子，原子間若电负性差在1.7以上時（电负性為原子吸引電子的能力），造成空間中電荷密度分布不均，電子會被吸引到电负性較大的原子那一方，由於吸引電子，故电负性大的原子表現出類似帶負電的特性，反之，电负性小的原子表現出類似正電荷的性質。含有离子键的化合物如：氧化铝、氯化锰。

綜合上述，若化合物中的原子电负性差小於1.7，則為共價鍵，若电负性差大於1.7，則為離子鍵。

• 金屬鍵：金屬原子大部分电负性小，故沒有將價電子保留在自己原子核周圍的能力，造成電子四處游离，當大量金屬原子聚集，大量游離的電子會在規則排列的金屬原子核間四處移動不受限制，這種大量電子游離的樣貌被稱為電子海，藉由電子海及金屬原子核彼此之間的作用力，即稱為金屬鍵。金屬互化物中的原子就是因金屬鍵而結合。

• 范德华力：一般被認為是原子間交互作用的結果，但實際上並未發生化學反應，該鍵有多種型式，鍵結力量弱，其中之一為氫鍵，顧名思義，即氫原子在空間中與其他原子彼此交互作用而形成的范德華鍵。由於其能量較低，一般會歸類為分子作用力，不属于化学键。

氧化态
氧化态為化合物中某个原子氧化程度的量度。一般氧化态与另一个概念氧化数混用，但这二者之间仍有区别。化合物中原子氧化态的主要计算方法为：

• 大多数化合物中，氢的氧化态为1，氧的氧化态为-2。（例外有：活泼金属氢化物中，氢的氧化态为-1；过氧化物中，氧的氧化态为-1；）
• 中性分子中，各原子氧化态的代数和为零；离子中，各原子氧化态代数和与离子的电荷相等。

化學式
化學式是用元素符号和数字表示物质组成的式子。

只有純物質才有化學式，混合物則沒有。根据不同的形式差异，广义的化学式又可分为分子式、化学式、电子式、结构式、实验式（又称最简式）、键线式（又称骨架式）等等。

若是化合物以分子的形式存在，一般會用分子式為其化學式，若是礦物、金屬氧化物或是鹽類，一般會用实验式為其化學式。

化學式中元素的順序一般會依排列。其體系中一般碳原子會放在化學式的最前面，後面是氫原子，其他元素則依照字母順序排列。若化合物中沒有碳，則包括氫在內的所有元素都依照字母順序排列。不過仍有一些化合物不依照此原則，例如離子化合物的陽離子一定放在前面，後面是陰離子，而氧化物的氧通常都放在後面。

有機酸的化學式一般也會依照希尔体系，碳和氫原子放在前面，例如三氟乙酸的化學式為C2HF3O2。不過三氟乙酸的结构简式CF3CO2H可以表示較多的資訊。

一般無機化合物不會以結構式來表示，像硫酸的化學式為H2SO4，但其中沒有氫-硫鍵，若用類似結構式的方式，可以表示為O2S(OH)2，其中可以表達更多的資訊，但幾乎沒有人用這様的方式寫硫酸的化學式。

CAS号
每一種出現在文獻中的物質，包括化合物，都會有一個唯一的數字的數字識別號碼，稱為CAS号。不過CAS編號中也有對應單質、高分子材料、及合金的編號。因此有CAS号的不一定是化合物。

参见

• 化學物質
• 化學元素
• 化學革命
• IUPAC命名法
• 化學結構
• 有機化合物列表
• 无机化合物列表
• CAS號

参考資料
延伸閱讀
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外部链接