Python ChemPy 模塊

在學習 Python 及其基礎知識的同時，想必大家都聽說過，Python 是最受歡迎的編程語言之一，市場對 Python 的需求與日俱增。描述其背後的原因也不是很難，但正如我們大多數人讀到的那樣，Python 很容易學習和理解，這就是它如此受歡迎的原因。這在某種程度上是正確的，但不完全正確，因為還有其他主要原因，這些原因是 Python 日益流行和需求增加的背後原因。最重要的原因是 Python 有一個非常豐富的庫，其中有很多在多個領域非常有用的包，如 ML(機器學習)、機械人開發、AI(人工智能)、數據科學、數據分析等。除此之外，Python 還為多個主題提供了多個解決方案包，如物理模塊、化學模塊、statistics模塊等。Python 提供的重要解決方案包之一是旨在解決無機和物理化學問題的 ChemPy 模塊。在本教程中，我們將學習 Python 的這個 ChemPy 模塊，並了解它的應用、實現和安裝。

Python 的化學複製模塊介紹

ChemPy 模塊是一個 Python 包，主要用於解決無機、物理和分析化學問題。ChemPy 模塊是一個開源免費的 Python 包，在材料科學、化學工程、化學等領域都有應用。ChemPy 模塊基本上是為了在 Python 程序的幫助下解決所有與化學和相關化學領域相關的問題而設計的。

這個包包括許多類，用來代表不同類型的反應、反應系統和物質。ChemPy 模塊還包括化學動力學中常見的一些微分方程的解析解，它還擁有物理和分析化學中所有成熟的公式，這些公式幫助我們找到許多重要的值。

Python 中的化學複製模塊:應用

ChemPy 模塊在材料科學等化學的各個領域和相關領域有多種應用。ChemPy 模塊為我們提供了廣泛的類和函數，在計算離子強度、化學平衡等重要值時非常有用。這個模塊的類也代表反應、系統反應、物質，因此我們可以通過 Python 程序來實現它們。除了這些應用，chempy 模塊還有許多其他與化學及其相關領域問題相關的應用，我們將在本節中討論。

以下是在 Python 程序中使用 ChemPy 模塊的一些一般應用:

我們可以通過 Python 程序使用 chempy 模塊來平衡化學反應
我們可以使用 chempy 模塊中的多個公式來計算多個化學和分析值，如道德、摩爾濃度等
我們可以利用這個模塊的功能來維持化學反應的化學平衡
我們可以使用 chempy 模塊的類來識別物質，並在程序中維護反應系統
我們還可以使用 chempy 模塊的功能，通過應用以下公式來計算離子或分子的離子強度
ChemPy 模塊還為我們提供了可用作解析公式函數
我們可以使用 chempy 模塊打印元素周期表中具有原子質量、電荷等屬性的元素
我們還可以使用 Python 程序中 chempy 模塊的函數來計算化學動力學，例如給定化學反應的反應順序

這些是 Python ChemPy 模塊的一些通用應用，它還有許多其他應用。通過將這個模塊導入到程序中，我們可以通過 Python 程序實現 chempy 的所有應用。

Python 中的化學複製模塊:安裝

ChemPy 不是 Python 的內置模塊，因此首先，我們必須在系統中安裝這個模塊，然後再將其導入 Python 程序。在開始使用 chempy 模塊之前，我們應該確保它存在並成功安裝在我們的系統中。如果我們的系統中沒有 chempy 模塊，我們可以使用多種方式和方法來安裝 chempy 模塊，但是在本教程中，我們將通過 pip 安裝程序安裝 chempy 模塊。我們將使用 pip 命令，使用 pip 安裝程序通過系統的命令提示終端安裝 chempy 模塊。以下 pip 命令，我們將使用它通過 pip 安裝程序安裝 chempy 模塊:


pip install chempy

一旦我們在終端內部編寫了上面給出的命令，我們就必須按回車鍵給出 pip 安裝程序命令來開始安裝過程。一旦安裝過程開始，將需要一段時間才能在我們的系統中成功安裝該模塊，因此，我們必須等待一段時間。

如我們所見，chempy 模塊已成功安裝在我們的系統中，現在我們可以開始使用它來了解其實現和應用。

Python 中的化學複製模塊:實現

現在，隨着 chempy 模塊的實現，我們可以使用它的應用和功能來執行許多化學分析，並通過 Python 程序解決許多化學問題。但是在本教程中，我們將只使用 chempy 模塊的以下兩個應用，並了解該模塊的實現:

從元素周期表中得到「N」個元素
得到給定化學物質的性質和公式

我們將在上面列出的每個應用中使用 Python 程序，並在輸出中打印所需的結果，以了解 chempy 模塊的實現。

應用 1:從元素周期表中獲得「N」個元素:

我們可以得到所需數量的元素及其性質，如原子質量、符號等。，在輸出中使用程序中 chempy 模塊的周期表函數。我們將通過下面的示例程序來理解這個應用的實現和使用，其中我們將在輸出中打印『n』個元素及其屬性。

例 1:

請看下面的程序，我們在輸出中打印了元素周期表中的元素:


# Importing the chempy module
from chempy.util import periodic as prd
# Number of elements from user
num = int(input("Enter number of elements which you want to fetch from periodic table: "))
print("Printing", num, "elements from the periodic table")
# Displaying the periodic element information
print("Atomic No.\tName\t\tSymbol\t\tMass")
# Using for loop to loop over periodic table
for a in range(1, num + 1):
    # Printing the atomic number of elements
    print(a, end = "\t\t")
    # Displaying the names of elements
    if len(prd.names[a]) > 7:
        print(prd.names[a], end = "\t")
    else:
        print(prd.names[a], end = "\t\t")
    # Printing the element symbol
    print(prd.symbols[a], end = "\t\t")

    # Displaying the atomic mass of element
    print(prd.relative_atomic_masses[a])
print("Result for periodic elements is printed according to number you provided")

輸出:

Enter number of elements which you want to fetch from periodic table: 24
Printing 24 elements from the periodic table

Atomic No.  Name        Symbol      Mass
1       Helium      He      4.002602
2       Lithium     Li      6.94
3       Beryllium   Be      9.0121831
4       Boron       B       10.81
5       Carbon      C       12.011
6       Nitrogen    N       14.007
7       Oxygen      O       15.999
8       Fluorine    F       18.998403163
9       Neon        Ne      20.1797
10      Sodium      Na      22.98976928
11      Magnesium   Mg      24.305
12      Aluminium   Al      26.9815385
13      Silicon     Si      28.085
14      Phosphorus  P       30.973761998
15      Sulphur     S       32.06
16      Chlorine    Cl      35.45
17      Argon       Ar      39.948
18      Potassium   K       39.0983
19      Calcium     Ca      40.078
20      Scandium    Sc      44.955908
21      Titanium    Ti      47.867
22      Vanadium    V       50.9415
23      Chromium    Cr      51.9961
24      Manganese   Mn      54.938044

Result for periodic elements is printed according to the number you provided

如我們所見，輸出中會打印出所需元素數量及其原子質量和符號的列表。

說明:

我們首先從程序的 chempy 模塊中導入周期函數作為「prd」。之後，我們初始化了『num』變量，在這裡我們接受用戶輸入的值，然後我們將打印『num』數量的元素。之後，我們使用 for循環在周期函數上循環，以在輸出中打印所需數量的函數。我們使用 name[a]函數打印元素名稱，符號[a]打印元素符號，相對原子質量[a]打印它們的原子路徑。我們使用 for循環直到’ num ‘的次數，然後在輸出中打印列表。

應用 2:獲取給定化學物質的性質和配方:

我們可以打印一種物質的化學和一般性質，比如它的配方、html 名稱等。，方法是使用 chempy 模塊的實質功能。利用物質函數，我們還可以用現有的公式驗證給定物質的公式。我們將通過以下示例程序了解該應用的實現和使用:

例 2:

請看下面的 Python 程序，我們在其中對鐵氰化物使用了 chempy 的物質函數:


# Import the chempy module
from chempy import Substance as sst
# Defining chemical formula for Ferricyanide
elemtentFerriCyanide = sst.from_formula('Fe(CN)6-3')
# Checking if the chemical formula provided is right
if elemtentFerriCyanide.composition == {0: -3, 26: 1, 6: 6, 7: 6}:
        print("Yes formula for Ferricyanide given in the program is right")
# Printing chemical formula for Ferricyanide
print("Chemical formula for Ferricyanide:", elemtentFerriCyanide.unicode_name)
# Printing chemical formula for Ferricyanide in latex form
print("Chemical formula for Ferricyanide in latex name form:", elemtentFerriCyanide.latex_name)
# Printing chemical formula for Ferricyanide in html form
print("Chemical formula for Ferricyanide in html name form:", elemtentFerriCyanide.html_name)
# Printing total mass of Ferricyanide
print("Atomic mass of Ferricyanide compound:", '%.3f' % elemtentFerriCyanide.mass)

輸出:

Yes formula for Ferricyanide given in the program is right
Chemical formula for Ferricyanide: Fe(CN)₆³?
Chemical formula for Ferricyanide in latex name form: Fe(CN)_{6}^{3-}
Chemical formula for Ferricyanide in html name form: Fe(CN)<sub>6</sub><sup>3-</sup>
Atomic mass of Ferricyanide compound: 211.955

如我們所見，我們使用 chempy 模塊的物質功能在輸出中打印了鐵氰化物的多種屬性。

說明:

我們已經從程序的 chempy 模塊中導入了物質作為 sst。之後，我們通過從庫中獲取鐵氰化物的公式來初始化鐵氰化物的變量。然後，我們使用 if語句來驗證給定變量的公式是否是鐵氰化物的化學公式。之後，我們根據 chempy 庫打印了該物質的 Unicode、latex 和 html 名稱，最後，我們在輸出中打印了該物質的質量。

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