police_4th_general
115年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 32 題
鈣離子分別與碳酸根及磷酸根所生成產物的化學式為何？
- A $\text{CaCO}_3$、$\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2$
- B $\text{Ca}(\text{CO}_3)_2$、$\text{Ca}_2(\text{PO}_4)_3$
- C $\text{Ca}_2\text{CO}_3$、$\text{Ca}_3\text{PO}_4$
- D $\text{Ca}_2(\text{CO}_3)_3$、$\text{CaPO}_4$
思路引導 VIP
若要使一個由陰、陽離子構成的化合物在宏觀上保持「電中性」，當兩種離子攜帶的電荷量（價數）不相等時，你覺得應該如何利用「最小公倍數」的數學概念，來決定它們結合時的數量比例呢？
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同學做得好！你能準確選出 (A)，代表你對離子化合物（ionic compounds）的組成原則與多原子離子（polyatomic ions）的價數掌握得非常紮實。這是化學學習中極為關鍵的基礎功。
電中性原理與化學式書寫
在書寫離子化合物的化學式時，核心原則是電中性（electrical neutrality），即正負電荷的總和必須為零。鈣離子為 $Ca^{2+}$，而碳酸根為 $CO_3^{2-}$，兩者的電荷絕對值相等，以 $1:1$ 的比例結合即可達成平衡，故寫作 $CaCO_3$。至於磷酸根（$PO_4^{3-}$），其電荷為 $-3$，與電荷為 $+2$ 的鈣離子結合時，我們需取兩者的最小公倍數 $6$。因此，需要 3 個鈣離子（共 $+6$）與 2 個磷酸根（共 $-6$）才能完美抵銷，並使用括號表示多原子離子的數量，得出 $Ca_3(PO_4)_2$。
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