为何同一种元素会有不同的化合价?

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_whyCD无机非金属材料工程学士,户外达人

2017-04-09 13:40

因为这些可爱的元素,也是会“见人说人话,见鬼说鬼话”的呀~

其实化合价是个很模糊的概念,是为了简单粗暴地让得失电子数达到平衡而进行凑整,保持电中性,从而反映出元素在特定情况下得失电子强弱(氧化性或还原性强弱)的能力:

比如同样是氢元素,在H2O里面是+1价,在NaH里面是-1价;

在氮氧化物中,同样是N和O结合,可以是N2O,也可以是NO,NO2,N2O3,N2O4,N2O5,我们可以简单地认为这里N元素分别呈现出+1、+2、+3、+4、+5的价态,可以理解为在不同的条件下,N和O元素争夺电子的能力不同;

实际上,N2O的分子是直线型,按照N-N-O的形态进行排列的,此时它的价态应该为0、+2、-2;

另一个高中阶段很常见的物质Fe3O4,看起来Fe元素应该是+8/3价,但实际上Fe3O4是FeO·Fe2O3,Fe元素价态为+2x1、+3x2;

另外一个例子:过氧化物H2O2中,两个氧元素是呈-O-O-排列的,但实际情况下我们会简单地将其价态平分,即H为+1价,O为-1价,这样看似是正确的;那么对于超氧化物KO2来说,氧元素难道是-0.5价?

石墨的层间化合物钾石墨,化学式分别有C8K、C24K、C36K、C48K和C60K,难道C元素的价态分别为-1/8、-1/24、-1/36、-1/48和-1/60价?

因此,化合价的概念,和8电子稳定的原则,对于离子型的化合物来说,通常都能适用;

但是化合物除了离子型,还有共价化合物,组成这类化合物的元素,通常不会完全失去自己的电子,也不会完全占有对方的电子,使得其电子云存在相互交错的情况,这样就导致其组成元素的价态变得更复杂,不那么有规律;

再考虑到物质在实际情况下表现出的性质和状态,所以有个更高阶的概念来标明分子中各元素的电子状态,叫做氧化态,可以在后面的学习中慢慢接触,暂时不展开讨论;

之前提到是超氧化物KO2,其中两个氧原子的氧化态则分别为0和-1价,而钾石墨C8K中,C8作为整体呈现0价,K原子同样为0价。

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这里的“化合价”指的应该是氧化数

化合价和氧化数在美版教材里是两个不同概念(我们引入的教材好像是苏版的,(不管是哪来的,总之中学教材是缺乏严谨的)),如H2中两个氢化合价都是1,他们氧化数都是0,NH3中N和H化合价是3和1,氧化数是-3和+1……

…………本来想答的,发现已经被讲得很清楚了(高中生很好理解)@_whyCD

建议题主去学学选修3(从某种角度这个比大部分学校教的有机好拿分),虽然不会完全懂但是不那么困扰你,这个问题实际上是个数学问题,涉及到分子轨道薛定谔方程(原谅我的懒),题主以后有一天会突然明白的

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与与它结合的其它原子的价态相关,或者直接说是不同的原子核力相关。

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化合价的价数等于每个该原子在化合时得失电子的数量,即该元素能达到稳定结构时得失电子的数量,这往往决定于该元素的电子排布,主要是最外层电子排布,当然还可能涉及到次外层能达到的由亚层组成的亚稳定结构。

建议简单学习一下电子排布问题。

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你的高中化学老师会跟你解释得很清楚

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