为什么金属元素只存在正价态?

补充一下,为什么金属元素这么难变成负价态?

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9个答案
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橡树村科学松鼠会成员,化学博士

2015-08-30 02:54

一些金属元素可以出现负价。

旁边的回答提到氢化物。金属氢化物一般负价的是氢,金属仍然是正价。但是对于氢化银或者叫做银化氢,银是负价,氢是正价。

此外一些金属羰基化合物可以是负价:

[V(CO)6]-, [Nb(CO)6]-, [Ta(CO)6]-, [Mn(CO)5]-, [Ir(CO)4]-, [Co(CO)4]-, [Rh(CO)4]-

[Ti(CO)6]2−, [Zr(CO)6]2−, [Hf(CO)6]2−, [Fe(CO)4]2−, [Ru(CO)4]2−, [Os(CO)4]2−

[V(CO)5]3−, [Nb(CO)5]3−, [Ta(CO)5]3−, [Mn(CO)4]3−, [Re(CO)4]3−

[Cr(CO)4]4−, [Mo(CO)4]4−

有篇文章讲这类化合物:

Highly Reduced Metal Carbonyl Anions: Synthesis, Characterization, and Chemical Properties, Advances in Orgamometallic Chemistry, 1990, 31,1


13 0

司徒皮特化学在读本科生

2015-09-01 00:32

1、中学所说的“价态”事实上指的是“氧化数”,一般意义上的“化合价”指的是结合其他原子的个数,比如说:碳四价规则,这里并不是说碳的氧化数是四,而是说它的键级的总和是四。而氧化数相对来说是一个比较任意的概念,在离子化合物里面相对比较清晰,毕竟正离子显正氧化数,负离子显负氧化数,但是在分子化合物里氧化数就不那么清晰,更多的是便于我们计算氧化还原反应的工具,严格说来,可以用量子方法计算分子的所有分子轨道,看谁在成键轨道中占的成分比较大,就认为谁是负氧化数。但是我们知道在CS2和CF4中的C的氧化数都是+4,但是其电子云的密度显然是不一样的。

2、@橡树村 提到了过渡金属的羰基配合物。事实上在配合物中,氧化数更是一个任意的概念,我们说Na[Co(CO)4]里的Co显负氧化数(-1)是基于CO在配合物里的氧化数为0考虑的,我们认为Co与CO间没有发生电子转移,但是这只是一个近似,因为事实上是形成了Σ配键和反馈π键,我们近似认为净电子转移为0.

3、事实上还有一些化合物中金属也显示负的氧化数,比如zintl相当中的K4Ge9,K8In11,KGa3等化合物,就是Ge,In,Ga等元素形成簇状阴离子,与碱金属阳离子形成”离子晶体“。注意,这里In,Ge等金属的氧化数是负小数,这是因为金属簇的电荷由整体的分子轨道决定。

4、还有更简单的碱金属负离子化合物,比如最早发现的Na(crypt)+ Na-,这里的crypt是选择性结合Na+的穴醚配体,N(CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2)3N,是通过向Na的乙胺溶液里加入crypt然后冷却就可以得到含有Na-的晶体。

5、关于为什么负氧化数的金属这么少,还是可以用电负性理论解释,而所有负氧化数的例子都是某种金属(或者络合物,或者簇)和碱金属阳离子组成的,还是因为碱金属电负性最低。

Intermetallic Compounds: Vol. 3, Principles and Practice.Edited by J. H. Westbrook and R. L. Fleischer. John Wiley &Sons, Ltd. 2002, chapter 6,“Zintl phase” By Slavi C. Sevov

J. L. Dye, J. M. Cerase, M. T. Lok, B. L. Barnett, and F.J.Tehan, A crystaline salt of the sodium anion,J. Am. Chem. Soc. 96. 608-9 (1974)

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落叶-墩墩遗传专业硕士毕业 已经开始不换专业的博士继续读了

2015-08-30 20:06

化合价这个东西 呃 主要还是为了给初学者理解概念 以及进行各种燃烧的时候 方便计算罢了

化合价显正负 还是看电子们(特地用的们 而不是对)偏向谁……

金属单质 确实比较容易给出电子 而相对的不太容易接受电子 所以在中学里面 涉及到的化合物 确实金属不怎么出现负化合价 小数点类的化合价见到的也有限

至于到各种配位的时候 就不好说了 毕竟金属 特别是过渡金属 有太多的空的轨道了 是一堆不错的酸 很适合接受电子…… 接受了太多电子之后的金属 自然就不一定是正是负了……

慢慢学 不着急 学到后面会发现 很多之前学的东西 都会被推翻的

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支持者: chgh 豪好学习

当然不是了

金属单质里面都是零价

1 0
支持者: 八索

先问是不是,再问为什么

Na[Co(CO)4]等一大堆配合物

表示不服

0 0

金属有可能最外层电子为4是稳定结构吧?

0 1

概率问题而已,

因为引力小吧

你可以把核当成实例 外面就是异性,你有养10个异性的能了 对面有养20个的能力,你们2个碰上,对面肯定要大概率剥夺你的异性繁衍权呀。

0 12

YHGTHErUNNER热爱自然和擅长英语的好青年

2015-08-30 11:56

其实价态这个东西是人们方便理解化合物而编造的,也就是说这玩意儿实际上根本不存在

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