有了分子式，成千上万种物质，都可以简洁明了地表示出来，而且这种分子式在全世界通用，学习也更方便了。
方程式的语句作用
化学家用元素符号代表元素，用元素符号的组合——分子式代表各种各样的物质。我们把元素符号和分子式，分别比作英语中的字母和词汇，这比较清晰地表达了元素符号和分子式之间的关系。化学家正是用这种思想，把分子式用适当的符号（如＋，=）联结而成的句子来表示物质间的化学反应，这好像用词汇组成的语句一样。这样的句子，化学家称之为化学反应方程式。
例如，水分解成氢气和氧气的反应，可用下述的化学反应方程式来表达：2H2O（液）2H2（气）＋O2（气）
这个化学方程式，如果用文字来表达，那就是“2摩尔重36克的液态水分解生成2摩尔重4克的氢气和1摩尔重32克的氧气”，非常烦琐难读。因此，化学中所采用的化学方程式，与元素符号、分子式一样非常简洁明了，而且在全世界通用。
世界上的物质千千万万，它们间的化学反应多种多样。如酒精的分子式为C2H6O，但这个分子式还可以表示另一种物质——甲醚。因此，只用一个化学方程式还不能完全表达清楚，化学家采用一种以结构式代替用分子式表示的化学方程式。再如水的分解反应是吸热反应，而氢气燃烧生成水的反应是放热反应。这样，上述的化学方程式也不能表示出来，于是化学家就用一种热化学方程式来正确表达。
元素的化合价
一个分子式可以告诉我们两方面信息：一是原子的种类；一是这些原子在化合物中的数目。例如，氯化钙（CaCl2）这个分子式告诉我们：它由两种原子——钙和氯组成，而且是一个钙原子和二个氯原子结合起来的。
如果把金属钠放到盛有氯气的容器里，并且加热，那么，容器里就会有氯化钠生成。我们说这两种物质通过化合反应，“化合”成了一种新物质。又如，氯和铁反应则生成氯化铁。化学家们发现，不论在何种情况下，氯气和钠反应，生成物总是氯化钠（NaCl），而氯和镁反应生成的总是氯化镁MgCl2。换句话说，一个氯原子只能和一个钠原子化合，而二个氯原子才能和一个镁原子化合。我们把一个原子能和其他原子相结合的数目，称作它的“化合价”。化合价的单位是以氢原子的化合价为标准，由于一个氢原子最多只能跟其他元素的一个原子化合，所以是1价。
元素的化合价还呈现正负性。我们规定氢为＋1价，那么，能与之结合的其他元素的化合价呈负价。由于一个氯原子只能与一个氢原子结合，所以氯呈-1价。依此类推，钠呈＋1价，铁呈＋3价。
化合价还有这样一个规则：甲、乙两种元素化合而成的化合物里，甲元素的化合价总数必然和乙元素的化合价总数相等。以P2O5（五氧化二磷）为例，磷的化合价X磷原子数二氧的化合价X氧原子数。弄清了这个关系，就可以根据元素的化合价来书写化合物的分子式了。例如，已经知道氧是-2价，铝是＋3价，要写出氧化铝的分子式Al2O3，就比较容易了。
物质的晶体结构
整个金属世界里，任何一种金属都有自己的特征。有的金属容易变形，既可压成片，也可拉成丝，像金、银、铜、锡、铝；有的金属相当硬，不容易变形，如铬、钨、钒、钽等。金属的“脾性”同它本身的晶体结构有着密切关系。
让我们用火柴盒里放弹子糖的方式，来说明金属的晶体结构。找一个火柴盒，取出火柴，放一层弹子糖。在放第二、第三、第四……各个层次的弹子糖时，可以有不同的堆放形式。我们把第一层叫作A层，第二层叫作B层。如果第三层弹子糖直接放在第一层弹子糖的上方，这是另一个A层；第四层弹子糖直接放在B层的弹子糖上方，这又是个B层。这样可以组成一种ABAB……晶体结构。换一种堆放法：开始A层和B层与以前一样，只是第三层作为C层弹子糖不放在A层上方，第四层才有A层上方，第五层是B层，第六层是C层，这样就制成了一种ABCABCAB……晶体结构。从这两种晶体结构模型可发现，只要用一点点推力，上层弹子糖就容易滑下。具有这种晶体结构的金属，它的形状容易改变。
如果我们在第一层的上方，笔直地堆放第二层弹子糖，这样取出上下左右四颗弹子糖，构成的是立方形，四颗弹子糖中间差不多还可以放一颗弹子糖，这样堆砌起来的晶体结构，就成了硬性金属的结构模型。如果把两种不同的金属，混合起来变成“合金”，会比其中任何一种金属更硬。比如说，我们日常使用的硬币有的就是铝镁合金。
有些螺丝或者齿轮的牙齿，比原来的钢材要更硬些，而且耐磨。这是因为在使用以前，已经把它放在含氮的气体中进行了热处理。
也就是在铁晶体的空隙里，固定了一个氮原子，每一层都一样。经过这样的排列，螺丝和齿轮牙齿的表面就很坚硬了，并且可以防止强烈的腐蚀。
元素的同位素
在“化学大厦”——元素周期表的第一号房间里，住着三“兄弟”，它们都只含有一个质子，所不同的是，老大带有2个中子，叫氚，老二只有1个中子，叫氘，老三没有中子，“体重”最轻，通常叫氢。如果我们细心地检查“化学大厦”的每个房间，可以发现其他元素都有类似的情况。化学家把这些含相同质子数的元素互称为同位素，它们的中子数不同。
例如，第8号房间里住着氧家族的三个同位素“兄弟”，它们除了各自都带有8个质子以外，老大带有10个中子，老二带有9个中子，老三带有8个中子。其他“房间”里，有的同位素很多，例如锡有10个同位素。另外，有的同位素是安分守己的，叫作稳定同位素，如碳—12，碳—13，氯—35，氯—37。有的带放射性，又是天生就有的，如铀—235，铀—238，这些都称为天然放射性同位素。还有的放射性是人造的，叫作人工放射性同位素，如镅、锎、铹等。
一种元素的几个同位素兄弟，“体重”各不相同。如氢的三个同位素兄弟，老大最重，有人叫它“超重氢”；老二次之，人称“重氢”；老三最轻，叫“氢”。这是由于它们三个各自带的中子数目不一样的缘故。其他元素的同位素也一样，谁带有中子数目多，谁就重些。
同位素兄弟之间各有所长，氢族中的同位素老三，能燃烧，能同许多非金属、金属直接化合，是合成氨、氯化氢和有机合成的氢化反应的原料。虽然氢很难液化，但液态的氢是高能燃料。老二氘与老三氢比起来，化学活泼性差些，但是人工加速氘原子核，就能使它发生核反应，这种反应能放出巨大的能量，所以氘是一种未来的能源。其他各种元素的许多同位素，都有一套特别的本领，特别是某些放射性同位素，能不断地放出能量。科学家利用它们的这种特点来为人类服务，或者防止对人类的危害。例如钋—238，是一种使用时间长的动力源，用它作为心脏起搏器动力，可以用上十年，其他还有用来治病的同位素和用来诊断疾病的同位素等。
化学元素中大约有2000多种同位素，假如能让这些同位素按人的意愿都工作，那将给人类带来无穷的好处。
奇妙的有机分子结构
在一二百年前，化学家发现两种性质完全不同的化合物，却有同样数量的原子，这是什么缘故呢？按照化学定律，每个化合物都有一定的组成，而一种组成只能有一种化合物，那么同样的原子组成的化合物，为什么又会性质完全不同呢？于是，这引起了化学家们的激烈争论。
现在，我们都明白了：在有机界，往往出现同分异构体。例如，俗称酒精的乙醇和甲醚，前者在室温下是液体，后者在室温下是气体，这两种性质完全不同的化合物的一个分子里却都有2个碳原子、6个氢原子和1个氧原子，只不过这些原子之间的结合的方式不同。有的化学家认为有机分子是由各种原子结合起来的一个“建筑物”，原子就好像木架和砖石，它们按照一定的次序联结起来，“建筑物”就有一定的式样和形象。
弄清有机分子的化学结构有着重大意义。一个有机化合物，可能有几个或几百个的同分异构体。现在科学家研究物质，首先要知道它的结构，只有了解化合物的分子结构，才可能更好地研究或者制造这种物质。根据一定的结构建立有机分子的手段叫作有机合成。正因为我们掌握了把一种物质转换成另一种物质的技巧，才使物质世界发生了一场革命。今天我们可以把石头、石油、水和空气变成布匹、食物等，这在一二百年前的人类面前是不可想象的事情。
在很多年以前，人类需要的染料只能从生物中提取。后来化学家从煤焦油中发现了同天然染料相似的物质，从此人们开始用有机合成的方法制出了千百种旧染料无可比拟的新产品。现在染料专家已经能够按照需要，从分子结构出发，合成人们所喜爱的染料。
有机高分子物质的合成，有着迷人的前景。我们已经能够制造胜过棉花的合成纤维；比钢铁还坚硬的塑料；优于天然橡胶的合成橡胶。科学家正开始合成像蛋白质、淀粉一类的天然高分子物质，打开人造食物的大门。
变化多端的乙烯
乙烯出生在石油裂化炉，这个裂化炉好像《西游记》里太上老君的炼丹炉，乙烯就像是从炼丹炉里逃出来的孙悟空，有七十二般变化，神通广大。
生性活泼的乙烯，遇到其他化合物很容易“摇身一变”变成了新的“化身”。它与水结合，就会变成酒精，如果先同硫酸结合，再同水反应，也能够变成酒精。工厂里如果用乙烯制造酒精，能节约大量的粮食。如果许多个乙烯分子手拉手地连接在一起，只要有一定的压力和一些催化剂，就会聚合起来变成塑料。我们日常生活中使用的食品袋塑料管，不怕酸碱的腐蚀，又能任意弯曲，比用金属管要方便得多。
聚乙烯是个大分子，在单个聚乙烯分子里，有一两千个之多的碳原子。这个分子像是一条又长又窄的长线。聚乙烯液体经过喷丝头喷出并且冷却，就成了聚乙烯纤维。乙烯和丙烯共同聚合，可以生成一种具有橡胶性质的聚合物，叫作乙丙橡胶。乙烯得到银的“帮助”，能在空气中氧化成环氧乙烷，再与水反应，就变成乙二醇，它是制造“的确良”的原料，它也可以用来制造防冻剂。
乙烯加上氯化氢又“摇身一变”，成为镇痛急救药，如果进一步同铅作用，生成的四乙铅是人们广泛使用的汽油抗爆添加剂，但是由于铅的毒害，无铅汽油正在逐步代替它的位置。乙烯也能变成氯乙烯，从而制成聚氯乙烯树脂，它也能做成各种塑料用品，或者做成聚氯乙烯纤维，再加工成具有保暖防病作用的内衣。
本领高强的液晶
有一种新型电子计算器，它有许多本领，既可以用来计算，又能显示日历和时间，若要它定时报信，它又能准时发出“嘟——嘟——”的声音。这许多功能都是在一块小小的屏幕上映现出来。这块屏幕，就是用崭新的显示材料——液晶做成的。
液晶是什么，又是怎样被发现的呢？
1888年，澳大利亚有位叫莱尼茨尔的科学家合成了一种奇怪的有机化合物，它有两个熔点。把它的固态晶体加热到145℃时，它便熔成液体，只不过是浑浊的，而一切纯净物质熔化时却是透明的。如果继续加热到175℃时，它再次熔化，变成清澈透明的液体。后来，德国物理学家列曼就把处于“中间地带”的混浊液体，叫作液晶。它好比是既不像马，又不像驴的骡子，所以有人称它为有机界的“骡子”。液晶被发现以后，人们并不知道它有什么用途，直到1968年，人们才把它作为电子工业上的重要材料。
电子表或者计算器中的液晶为什么会显示出数字呢？原来，液晶在正常情况下，它的分子排列很有秩序，是清澈透明的。但是，加上直流电场以后，分子的排列被打乱，有一部分液晶变得不透明并且颜色变深，因而能显示数字和图像。
根据液晶会变色的特点，人们便用它来指示温度、报警等。例如，液晶能随着温度的变化，使颜色从红变绿蓝。这样可以指示出某个实验中的温度。液晶遇上氯化氢、氢氰酸之类的有毒气体，也能够变色。在化工厂里，人们把液晶片挂在墙上，一遇有微量毒气逸出，液晶变色了，就可以警告人们赶紧去查漏、堵漏。
驯服橡胶的硫磺
现代生产、军事工业和日常生活中不可缺少的橡胶，在160多年前人们还不能人工制造，只能从橡胶树中获得生胶。生胶热天十分柔软，到了冬天却像木板那样硬。把生胶涂在布上，做成的胶布雨衣也只能在温和的季节里才能使用。
1838年，美国人古德伊乐发现，如果把生胶和少量的硫磺一起加热，得到的产品比普通生胶要好得多，无论是冬天还是夏天，橡胶都能保持柔软。这样处理过的橡胶叫作硫化橡胶。现在我们穿的雨鞋、用的自行车车胎、戴的橡皮手套等橡胶制品，几乎都是经过硫化处理的。如果在橡胶里加入的硫磺相当多，橡胶就会成为硬橡皮。
为什么硫磺会将橡胶“驯服”了呢？原来，橡胶分子里的碳原子，像一根碳链条那样，一个接连着一个，每个碳原子又连接着两个氢原子。这些分子连起来，像一条长长的线，所以这种结构叫作线型结构。如果这种橡胶分子里混入硫磺并加热，硫磺就能够巧妙地在线型分子链之间架起桥梁，把橡胶分子的线型结构变成网状结构，使得橡胶的强度成倍地提高。
不过，在从生胶加工成橡胶制品的过程中，要经过配料、塑炼、混炼、压延、压出、硫化等12道工序。如果要把橡胶加工成轮胎，在成型和硫化两个工序上，同其他的橡胶制品生产工艺就又有较大的不同。
另外，在配料时，除了要加硫磺外，还需要氧化镁、硫化促进剂、防老剂、补强剂、软化剂和着色剂等，这就像盖楼房，不仅需要砖瓦灰沙石，还需要钢筋、水泥一样。加上这许多化学药品，再经过加热，橡胶的弹性、强度、耐磨性都有了显著的提高，做成的胶鞋、暖水袋、胶布、雨衣、轮胎等橡胶制品，才富有光泽、经久耐用。
