淺談高中化學中“化合價”的問題

摘要：在高中化學中，化合價幾乎貫穿整個學習過程，特別在氧化還原反應和電化學基礎的學習中，化合價占據著重要的地位，準確標出相應元素的化合價，是學習相關知識必備的能力。

關鍵詞：化合價；共價鍵；共用電子對

在高中化學中，化合價的應用非常廣泛，比如在氧化還原反應中，化學方程式的配平，氧化劑、還原劑、氧化產物、還原產物的判斷、電子轉移的數目等，都必須用到元素的化合價。另外，電化學中，電極反應式的書寫、電路中轉移電子的情況、電極質量變化等的計算依據都是化合價，化合價是學習相關知識的基礎。涉及化合價的題型在高考中經常出現，比如2016年全國Ⅱ卷中直接考查NaClO2中Cl的化合價，2013年全國Ⅰ卷中也考查了LiCoO2中Co的化合價。針對以上問題，我們可以從以下幾個方面處理化合價問題：

一、 記住常規元素的化合價，變價元素根據正負化合價代數和為零計算

初中化學中我們已經學過大部分元素的化合價，比如堿金屬元素在化合物中的化合價為+1價，氧元素在化合物中的常見化合價為-2價，根據物質中正負化合價代數和為零即可算出NaClO2中Cl的化合價為+3價，LiCoO2中Co的化合價也是+3價。

二、 根據元素的非金屬性確定物質中的化合價

在元素周期表中，同一周期，隨著原子序數增大，元素非金屬性逐漸增強，同一主族，隨著原子序數遞增，元素的非金屬性逐漸減弱，在兩種非金屬元素形成共價鍵時，共用電子對偏向非金屬性強的元素，所以非金屬性強的元素顯負價，非金屬性弱的元素顯正化合價，比如反應BrCl+H2O

HBrO+HCl，如果對化合價規律不熟悉，容易得出HBrO是氧化產物，而HCl是還原產物的結論，實際上在BrCl中Br非金屬性比Cl弱，Cl為-1價，Br為+1價，所以該反應為非氧化還原反應，不存在氧化產物與還原產物。

在某些離子中，也存在類似的情況，如CN-中，因為N元素的非金屬性更強，所以N為-3價，C為+2價，在反應2CN-+5ClO-+2H+N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O中，N2和CO2都是氧化產物。還有一個非常典型的例子，一般情況下，O元素的價態為-2價，在過氧化物中也會出現-1價，但在O和F形成的化合物中，F顯-1價，O的價態為+2價，如反應H2S+4O2F2→SF6+2HF+4O2中，O2是還原產物。

三、 根據共價化合物中價鍵情況確定化合價

在共價化合物中，元素化合價往往跟元素參與成鍵的數目有關，即與共用電子對數有關。比如CO2中，C參與形成四對共用電子，且共用電子對偏向O而偏離C，所以C顯+4價，每個氧原子參與兩個共價鍵，所以O顯-2價。

類似的例子還有很多，比如NH3中N顯-3價，H顯+1價。根據上面的方法，能夠確定大多數共價化合物中元素的化合價，但是，如果僅僅根據成鍵數目，部分化合物中元素價態并不符合此規律，比如在H2O2中，O仍然參與兩個共價鍵，但O的化合價為-1價，N2H4中N參與三個共價鍵，但N顯-2價，類似的例子還有很多，最典型的就是有機物中碳元素的價態，有的是整數，如CH4中C顯-4價，HCOOH中C顯+2價，有的算出來是分數，如C3H8中，C的價態為-83價，甚至在部分有機物中，C元素的價態出現了0價，如C6H6O6，C2H4O2中，C均為0價，為什么出現以上情況呢？

我們仔細分析可以發現，上述物質有一個共同特點，都是既含極性鍵，又含非極性鍵，非極性鍵中共用電子對不發生偏移，所以不會導致原子帶電，也就可以理解為非極性鍵與元素化合價無關，化合價只與偏移的共用電子對數有關，比如N2H4中，每個氮原子參與3個價鍵，但只有N—H鍵中共用電子對發生偏移，所以N就是-2價而非-3價。同樣的方式可以看出CH3CH2CH3中中間的C顯-2價，兩端的C顯-3價，-83價為其平均價態。

四、 一些特殊的化合價

在中學化學中，除了上述提到的這些情況外，還存在一些較為特殊的情況，比如Fe3O4，部分資料解釋為鐵Fe顯+83價，實際上應該將Fe3O4，改為FeO·Fe2O3，所以Fe3O4，中一個Fe顯+2價，另外兩個Fe顯+3價，類似的Pb3O4，也可以改為2PbO·PbO2。Li2Ti5O15中有7個氧原子顯-2價，其余8個顯-1價，即存在四個過氧鍵。

參考文獻：

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作者簡介：許建松，云南省曲靖市，曲靖市第一中學。