化合價也叫原子價,是一種元素的一個原子與其他元素的原子化合時表現(xiàn)出來的性質(zhì)。一般的,化合價的價數(shù)等于每個該原子在化合時得失電子的數(shù)量,即該元素能達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)時得失電子的數(shù)量。這往往決定于該元素的電子排布,主要是最外層電子排布,當然還可能涉及到次外層能達到的由亞層組成的亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
化合價概念的形成和傳播1852年,弗蘭克蘭在研究金屬有機化合物時提出了化合價的思想:
在研究無機化合物的化學式時,即使是一位膚淺的觀察者也會對這些化學式中的普遍對稱產(chǎn)生深刻的印象,特別是氮、磷、銻和砷的化合物,明顯地表現(xiàn)出這些元素形成含有3個或5個其他元素原子的化合物的傾向。正是在這樣的比例中,這些元素的親和力得到最大滿足。于是在三原子的化合物中有NO3、NI3、PO3、PCI3、SbO3、SbH3、SbCl3、AsO3、AsH3、AsCl3等等,在五原子的化合物中有NO5、NH4O、NH4I、PO5、PH4I等。上述元素原子的親和力總是為相同數(shù)目的結(jié)合原子所滿足。
進而,他考察了無機物的組成,認識到金屬有機化合物和無機物在結(jié)合上有共性:前者金屬原子只能與一定數(shù)目的基團相結(jié)合;后者一種元素的原子只能與一定數(shù)目的其他原子相結(jié)合。由此,他提出了化合力概念,揭示了元素化合力與基團化合力之間的聯(lián)系,不僅是親和力概念的發(fā)展,也是化合價概念的先聲。
1854年,奧德林在《論酸和鹽的組成》一文中提出了取代值概念,以元素符號右上角加撇表示氫被其他元素或基取代的關(guān)系,如,F(xiàn)e′′、Fe′′′、Sn′、Sn′′等。
1857年,凱庫勒提出“一元素的原子與另一元素的原子結(jié)合的數(shù)目,決定于組成原子的基數(shù)或親和力數(shù),如:H、CI、Br、K為一基數(shù)原子;O、S為二基數(shù)原子;N、P、As是三基數(shù)原子;C是四基數(shù)原子,并認為基數(shù)是元素的根本性質(zhì),不可變更,奠定了化合價概念的基礎(chǔ)。
在化合價的思想和理論形成的初期,用語不完全一致,如化合力、親和力值、親和力程度、原子數(shù)、親和力單位等,但所表述的基本思想都是:元素的原子相互結(jié)合時有一定的數(shù)量關(guān)系。
1865年,霍夫曼在《現(xiàn)代化學導論》中提出quanti valence(量價),元素有1價、2價、3價、4價不等,曾在英國教科書和雜志中被廣泛使用。
1867年凱庫勒使用了“valenz”(價),得到了歐洲各國的普遍承認和應用;我國早年將其譯成原子價,現(xiàn)代化學文獻中多譯為化合價,1991年公布的《化學名詞》中譯為化合價。
1、化合價的概念
一種元素一定數(shù)目的原子跟其它元素一定數(shù)目的原子相化合的性質(zhì),叫該元素的化合價。
2、化合價的正與負
正價:元素失去電子或共用電子對偏離;
負價:元素得到電子或共用電子對偏向。
3、化合價的數(shù)值
化合價的數(shù)值等于得電子的數(shù)目(或不同元素間形成共用電子對)相反數(shù);或失電子(不同元素間形成共用電子對)的數(shù)目。
4、化合價的變化
元素在氧化還原反應中,得到電子(或共用電子對偏向),化合價降低;失去電子(或共用電子對偏離),化合價升高。
5、化合價的規(guī)則和規(guī)律
①在化合物中,正負化合價的代數(shù)和為零。
②在單質(zhì)中,元素的化合價為零。
③金屬元素一般沒有負價;非金屬元素既可以顯正價,也可以顯負價,氟和氧一般沒有正價。
6、確定元素化合價的常用方法
①根據(jù)化學式求化合價
例如,確定KMnO4中Mn元素的化合價,可設(shè)其化合價為x,則:1×(+1)+x+4×(-2)=0,x=7。
②根據(jù)離子所帶電荷數(shù)求化合價
例如,確定硫代硫酸鈉根S2O32-中S元素的化合價,可設(shè)其化合價為x,則:2x+3×(-2)=-2,x=2。
1、判斷氧化還原反應與非氧化還原反應
氧化還原反應的本質(zhì)是電子的轉(zhuǎn)移,其特征是元素化合價發(fā)生升降,凡是有化合價升降的反應一定是氧化還原反應;無化合價改變的反應為非氧化還原反應。如:FeCl3+3KOH=Fe (OH)3↓+3KCl、CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu,前一反應為非氧化還原反應,后—反應是氧化還原反應。
2、判斷氧化劑與還原劑
元素化合價升高,含該元素的反應物為還原劑;元素化合價降低,含該元素的反應物為氧化劑。如:CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu,Zn是還原劑,CuSO4是氧化劑。
3、判斷氧化反應(被氧化)與還原反應(被還原)
元素化合價升高——發(fā)生氧化反應(被氧化);元素化合價降低——發(fā)生還原反應(被還原)。如:CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu,鋅反應后化合價升高,發(fā)生了氧化反應(即Zn被氧化)。反之,Cu2+發(fā)生了還原反應(即Cu2+被還原)。
4、判斷氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物
元素化合價升高→還原劑(性)→被氧化→氧化反應→氧化產(chǎn)物;元素化合價降低→氧化劑(性)→被還原→還原反應→還原產(chǎn)物。由反應CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu可知,Zn中所含的0價Zn元素化合價升高——被氧化——得到氧化產(chǎn)物ZnSO4;反之,CuSO4中所含的+2價Cu元素被還原得到的還原產(chǎn)物也是Cu,該反應中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1:1。
5、判斷元素的性質(zhì)
最高價態(tài)的元素,在化學反應中化合價只能降低,只有氧化性;最低價態(tài)的元素,在化學反應中化合價只能升高,只有還原性;處于中間價態(tài)的元素,在化學反應中化合價既能升高,也能降低,既有氧化性,也有還原性。例如,F(xiàn)e3+通常體現(xiàn)氧化性,F(xiàn)e只有還原性,所以Fe2+既有氧化性,又有還原性。
6、判斷物質(zhì)失去電子與得到電子
失去電子——元素化合價升高;得到電子——元素化合價降低。由反應CuSO4+Zn= ZnSO4+Cu可知,鋅元素在反應中由0價升高到+2價,1個Zn原子失去了2個電子;銅元素在反應中由+2價降低到0價,1個Cu2+得到了2個電子。
7、判斷得、失電子總數(shù)
在同一氧化還原反應中,化合價升高總數(shù)=化合價降低總數(shù),化合價升高總數(shù)=失電子總數(shù),化合價降低總數(shù)=得電子總數(shù),失電子總數(shù)=得電子總數(shù)。只要根據(jù)已經(jīng)配平的化學方程式求出升高的化合價總數(shù),即可知失電子總數(shù);反之,也可求出得電子總數(shù)。
8、根據(jù)化合價的升降可以配平氧化還原反應的化學方程式
氧化還原反應方程式可以根據(jù)化合價的變化如下步驟配平:
①在化學方程式中標出化合價發(fā)生改變的元素化合價。
②標出反應前后元素化合價的變化。
③使化合價升高和降低的總數(shù)相等。
④根據(jù)質(zhì)量守恒配平其他物質(zhì)的化學計量系數(shù),配平后,將單線改為等號。
9、根據(jù)化合價可以迅速判斷特殊氧化還原反應
一般化合價為零的單質(zhì)出現(xiàn)的化學反應均為特殊氧化還原發(fā)應(除了同素異形體之間的相互轉(zhuǎn)化)。
2018-07-21 10:39:53 4511 http://www.yiqi.com/citiao/detail_1054.html 熱門標簽: