经验式计算器
根据元素质量百分比确定经验式。
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功能简介
经验式计算器把元素质量百分比换算成化合物中最简整数原子比。这些百分比来自燃烧分析、X 射线荧光或任何元素组成测定。逐项填入元素及其百分比，工具给出经验式，并同时列出中间摩尔数，让整个推算过程可核验而不是只能照单全收。它用于教学实验、组成分析，以及在探究结构之前需要先确定未知物化学式的场合，全部计算在本地完成。
原理与公式
该方法假定样品为 100 g，于是每个质量百分比直接变成克数。各质量除以原子量换算成摩尔数，所用原子量与摩尔质量工具一致，均为 IUPAC 2021 标准值：C 12.011、H 1.008、N 14.007、O 15.999、Fe 55.845。各摩尔数再除以其中最小值得到比值，随后工具在 1 至 10 之间搜索最小的整数倍率，使所有元素的比值同时成为整数。判定条件严格且对所有元素同时生效：在同一倍率下，每个比值与其取整值的偏差都必须小于 0.05。若同一元素填在多行，其百分比会在求比值前相加，因此把碳拆成两行与只填一行得到相同的结果。返回的是最简整数比，它不一定是分子式。
演算示例
以经典的燃烧分析结果为例：C 40.00%、H 6.71%、O 53.29%。在 100 g 中即 40.00 / 12.011 = 3.3303 mol C、6.71 / 1.008 = 6.6567 mol H、53.29 / 15.999 = 3.3308 mol O。同除以 3.3303 得比值 1.0000 : 1.9989 : 1.0002，氢的比值虽比 2 小 0.001，但落在 0.05 容差内，故经验式为 CH2O。再看铁 72.36%、氧 27.64%：72.36 / 55.845 = 1.2957 mol Fe，27.64 / 15.999 = 1.7276 mol O，比值 1 : 1.3333，乘以 1 无法成为整数；乘 3 后恰好得到 3 : 4，答案为 Fe3O4，即混合价态的铁氧化物，它的经验式正好等于完整化学式。咖啡因给出相反的启示：C 49.48%、H 5.19%、N 28.85%、O 16.48% 归一化为 4.0000 : 4.9985 : 1.9996 : 1.0000，经验式是 C4H5N2O，而分子本身是 C8H10N4O2。
适用场景
当你手上是百分比而不是结构式时就可以用它：燃烧分析、X 射线荧光、ICP 或 EDS 定量，以及课本习题。它也可以用来检验一个候选化学式 —— 若分子式是最简式的整数倍，百分比会精确复现它。有三点限制值得留意。第一，百分比必须描述整个样品。工具只在合计偏离 100 超过 0.5 时警告，因此占比 0.4% 的漏项会静默通过，并可能把一个刚好落在取整边界附近的比值带偏。第二，整数能拉伸的倍率有硬上限。若 10 倍以内没有任何倍率使比值成为整数，工具会直接打印小数并给出提示；此时像 C1.5 这样的结果根本不是化学式，而是在提示数据不精确、样品中存在未申报的组分，或测量精度不足以定义比值。第三，无法识别的元素符号会被跳过而不是让计算失败，其余元素仍照常参与计算。这是三点中最危险的一条：用不完整的组成算出的化学式在屏幕上看起来完全合理。元素符号是精确匹配的，首字母大写、第二个字母小写，所以 na 不是钠。复制结果前请先读结果区上方的那行警告。
常见问题
- 什么是经验式？
- 经验式是化合物中原子的最简整数比。葡萄糖是 C6H12O6，经验式则是 CH2O，因为 6:12:6 约简为 1:2:1。咖啡因同理：分子是 C8H10N4O2，而由其百分比得到的经验式是 C4H5N2O。经验式来自组成数据，分子式还需要摩尔质量才能确定。
- 怎么由质量百分比求经验式？
- 假定 100 g，把每个百分比当作克数，再各除以该元素原子量得到摩尔数，全部除以最小值，最后放大成整数。对 C 40.00%、H 6.71%、O 53.29%，摩尔数为 3.3303、6.6567、3.3308，比值为 1.0000 : 1.9989 : 1.0002，经验式为 CH2O。
- 经验式和分子式有什么区别？
- 经验式是最简比；分子式是每个分子中实际的原子数，且是经验式的整数倍。咖啡因的经验式 C4H5N2O 在知道摩尔质量（194.19 g/mol）后变为分子式 C8H10N4O2。用经验式式量乘以该整数，就是从前者得到后者的标准做法。
- 为什么工具会给出 C1.5 这样的小数？
- 因为在 1 至 10 之间没有任何倍率能让所有比值都落在整数的 0.05 范围内，于是工具直接打印原始比值并给出提示。那不是化学式：小数下标意味着百分比不精确、样品中存在未申报的组分，或者合计不等于 100。下结论前请复核数据与合计。另外，最简式本身不含摩尔质量信息，若已知摩尔质量，请把它带到分子式工具：最简式 C4H5N2O 在给出 194.19 g/mol 后即成为 C8H10N4O2。