下标

化学

xià biāo

下标是化学式中写在元素符号右下方的小数字,表示该元素的原子个数。

Visualization

Definition

下标是写在元素符号右下方的小数字,它告诉你化学式中该元素有多少个原子。它对应的是紧邻其前的那个元素,作用范围限于一个分子或式量单元;括号后面的下标则要乘以括号内的每一个原子。由于改变下标会改变物质本身,所以在配平化学方程式时绝不能改动下标。下标所编码的化学计量比例,是由化合物组成按定比定律固定下来的:在分子式中,下标给出每个分子中原子的绝对个数;在实验式和离子式量单元中,下标给出最简整数比;而在核素记法($^{A}_{Z}X$)中,下标则表示原子序数。

Example

在 $H_2O$ 中,$2$ 这个下标表示两个氢原子;由于 $O$ 后面没有下标,就表示只有一个氧原子。在 $Mg(NO_3)_2$ 中,内部的下标 $3$ 表示每个硝酸根有三个氧原子,外部的下标 $2$ 使整个基团翻倍,因此共有 $1$ 个镁原子、$2$ 个氮原子和 $6$ 个氧原子。把 $C_6H_{12}O_6$ 的下标换算成摩尔比,得到 $6:12:6$,化简为实验式比 $1:2:1$;用每个下标乘以对应元素的摩尔质量,就能得到葡萄糖的摩尔质量:$6(12.01) + 12(1.008) + 6(16.00) = 180.16\text{ g/mol}$。

Key Insight

下标只属于紧邻其前的那个符号,所以在 $CO_2$ 中,$2$ 数的是氧原子,而不是碳原子。下标和系数回答的是不同的问题:$H_2O$ 中的下标说明这个分子是怎样构成的,而 $2H_2O$ 中像 $2$ 这样的系数则说明你有多少个这样的分子。像方铁矿这样的非化学计量化合物,其化学式大约为 $Fe_{0.95}O$,由于晶格缺陷而带有分数下标,所以入门化学中那些整齐的整数下标描述的是理想晶体,而真实固体有时并不遵守这一规则。