在学习 Python 及其基础知识的同时，想必大家都听说过，Python 是最受欢迎的编程语言之一，市场对 Python 的需求与日俱增。描述其背后的原因也不是很难，但正如我们大多数人读到的那样，Python 很容易学习和理解，这就是它如此受欢迎的原因。这在某种程度上是正确的，但不完全正确，因为还有其他主要原因，这些原因是 Python 日益流行和需求增加的背后原因。最重要的原因是 Python 有一个非常丰富的库，其中有很多在多个领域非常有用的包，如 ML(机器学习)、机器人开发、AI(人工智能)、数据科学、数据分析等。除此之外，Python 还为多个主题提供了多个解决方案包，如物理模块、化学模块、statistics模块等。Python 提供的重要解决方案包之一是旨在解决无机和物理化学问题的 ChemPy 模块。在本教程中，我们将学习 Python 的这个 ChemPy 模块，并了解它的应用、实现和安装。
Python 的化学复制模块介绍
ChemPy 模块是一个 Python 包，主要用于解决无机、物理和分析化学问题。ChemPy 模块是一个开源免费的 Python 包，在材料科学、化学工程、化学等领域都有应用。ChemPy 模块基本上是为了在 Python 程序的帮助下解决所有与化学和相关化学领域相关的问题而设计的。
这个包包括许多类，用来代表不同类型的反应、反应系统和物质。ChemPy 模块还包括化学动力学中常见的一些微分方程的解析解，它还拥有物理和分析化学中所有成熟的公式，这些公式帮助我们找到许多重要的值。
Python 中的化学复制模块:应用
ChemPy 模块在材料科学等化学的各个领域和相关领域有多种应用。ChemPy 模块为我们提供了广泛的类和函数，在计算离子强度、化学平衡等重要值时非常有用。这个模块的类也代表反应、系统反应、物质，因此我们可以通过 Python 程序来实现它们。除了这些应用，chempy 模块还有许多其他与化学及其相关领域问题相关的应用，我们将在本节中讨论。
以下是在 Python 程序中使用 ChemPy 模块的一些一般应用:
- 我们可以通过 Python 程序使用 chempy 模块来平衡化学反应
- 我们可以使用 chempy 模块中的多个公式来计算多个化学和分析值，如道德、摩尔浓度等
- 我们可以利用这个模块的功能来维持化学反应的化学平衡
- 我们可以使用 chempy 模块的类来识别物质，并在程序中维护反应系统
- 我们还可以使用 chempy 模块的功能，通过应用以下公式来计算离子或分子的离子强度
- ChemPy 模块还为我们提供了可用作解析公式函数
- 我们可以使用 chempy 模块打印元素周期表中具有原子质量、电荷等属性的元素
- 我们还可以使用 Python 程序中 chempy 模块的函数来计算化学动力学，例如给定化学反应的反应顺序
这些是 Python ChemPy 模块的一些通用应用，它还有许多其他应用。通过将这个模块导入到程序中，我们可以通过 Python 程序实现 chempy 的所有应用。
Python 中的化学复制模块:安装
ChemPy 不是 Python 的内置模块，因此首先，我们必须在系统中安装这个模块，然后再将其导入 Python 程序。在开始使用 chempy 模块之前，我们应该确保它存在并成功安装在我们的系统中。如果我们的系统中没有 chempy 模块，我们可以使用多种方式和方法来安装 chempy 模块，但是在本教程中，我们将通过 pip 安装程序安装 chempy 模块。我们将使用 pip 命令，使用 pip 安装程序通过系统的命令提示终端安装 chempy 模块。以下 pip 命令，我们将使用它通过 pip 安装程序安装 chempy 模块:
pip install chempy
一旦我们在终端内部编写了上面给出的命令，我们就必须按回车键给出 pip 安装程序命令来开始安装过程。一旦安装过程开始，将需要一段时间才能在我们的系统中成功安装该模块，因此，我们必须等待一段时间。
如我们所见，chempy 模块已成功安装在我们的系统中，现在我们可以开始使用它来了解其实现和应用。
Python 中的化学复制模块:实现
现在，随着 chempy 模块的实现，我们可以使用它的应用和功能来执行许多化学分析，并通过 Python 程序解决许多化学问题。但是在本教程中，我们将只使用 chempy 模块的以下两个应用，并了解该模块的实现:
- 从元素周期表中得到“N”个元素
- 得到给定化学物质的性质和公式
我们将在上面列出的每个应用中使用 Python 程序，并在输出中打印所需的结果，以了解 chempy 模块的实现。
应用 1:从元素周期表中获得“N”个元素:
我们可以得到所需数量的元素及其性质，如原子质量、符号等。，在输出中使用程序中 chempy 模块的周期表函数。我们将通过下面的示例程序来理解这个应用的实现和使用，其中我们将在输出中打印‘n’个元素及其属性。
例 1:
请看下面的程序，我们在输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")
输出:
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
如我们所见，输出中会打印出所需元素数量及其原子质量和符号的列表。
说明:
我们首先从程序的 chempy 模块中导入周期函数作为“prd”。之后，我们初始化了‘num’变量，在这里我们接受用户输入的值，然后我们将打印‘num’数量的元素。之后，我们使用 for循环在周期函数上循环，以在输出中打印所需数量的函数。我们使用 name[a]函数打印元素名称，符号[a]打印元素符号，相对原子质量[a]打印它们的原子路径。我们使用 for循环直到' num '的次数，然后在输出中打印列表。
应用 2:获取给定化学物质的性质和配方:
我们可以打印一种物质的化学和一般性质，比如它的配方、html 名称等。，方法是使用 chempy 模块的实质功能。利用物质函数，我们还可以用现有的公式验证给定物质的公式。我们将通过以下示例程序了解该应用的实现和使用:
例 2:
请看下面的 Python 程序，我们在其中对铁氰化物使用了 chempy 的物质函数:
# 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)
输出:
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
如我们所见，我们使用 chempy 模块的物质功能在输出中打印了铁氰化物的多种属性。
说明:
我们已经从程序的 chempy 模块中导入了物质作为 sst。之后，我们通过从库中获取铁氰化物的公式来初始化铁氰化物的变量。然后，我们使用 if语句来验证给定变量的公式是否是铁氰化物的化学公式。之后，我们根据 chempy 库打印了该物质的 Unicode、latex 和 html 名称，最后，我们在输出中打印了该物质的质量。
