精選百科
本文由作者推薦
化合價
元素形成化合物時表現(xiàn)出來的性質
化合價（英文：valence或 valency），是元素的一種重要性質，與原子層結構密切相關?；蟽r決定了該元素的原子可以與該元素結合的其他原子的數(shù)量。
基本信息
中文名
化合價
英文名
valence，valency
提出時間
1868年
相關人物
維克爾豪斯
研究對象
物質結構與作用力
運用領域
化學
化合價概念的提出經過了一系列的歷史演變，隨著價鍵理論等相關研究的深入，逐漸分裂出共價、離子價、配位數(shù)、氧化數(shù)或氧化態(tài)等諸多概念。
化合價是研究分子結構的核心概念，它對認識物質結構、化學反應和化學反應發(fā)生的條件等都具有重要的意義。
歷史由來
經典化合價概念的發(fā)展
1852年，英國化學家愛德華·弗蘭克蘭（ Edward Frankland）在實驗中發(fā)現(xiàn)不同金屬與化合物間的“結合能力”有所區(qū)別。他首先提出：元素在生成化合物時盡管不同原子的性質差別較大，但總要求結合一定數(shù)量的某種原子，例如二乙基錫僅與一個氧原子結合，而單質錫與氧至少存在兩種化合方式。他將這種性質稱為元素的“化合力”。
布朗的構造式
弗蘭克蘭提出“化合力”的概念后并沒有為人所接受。1857年，德國化學家凱庫勒(Friedrich August Kekulé)和英國化學家?guī)炫?Archibald Scott Couper)獨立發(fā)展了弗蘭克蘭的觀點，他們使用“原子數(shù)”(atomicity)或“親合力單位”(affinity unit)來更清晰地表示“化合力”的概念。例如，氫元素最多僅與一個原子，因此氫的親合力單位為1，而碳元素總與四個“一原子性”元素的原子結合，因而碳的親合力單位為4，并且各種元素在不同化合物中總是傾向于遵循親合力單位數(shù)等價。1858 年，庫帕使用了一種用虛線連接原子的圖解式來描述其提出的概念。這種方式不是類型式，和分子構造有關。
庫帕的圖解式
1864年，德國化學家邁爾(Julius Lothar Meyer)發(fā)展了凱庫勒和庫帕的理論，形成原子價學說。他首次使用原子價或化合價（Valence）這一術語來代替“原子數(shù)”和“親合力單位”。按照原子價學說，氫原子的原子價永遠是1價，其他原子可根據與氫原子的結合情況來確定。原子價學說以及“Valence”這一術語得到了普遍承認和應用。同年，蘇格蘭化學家布朗(A.C.Brown)提出了一種用于表示化合物化學特征的構造式。
1868年，德國化學家維克爾豪斯(Wickelhous)把這些不同術語統(tǒng)一起來，簡化為現(xiàn)代所沿用的“價”( Valence)的概念?！皟r”可以表征為原子價( 對于原子 )和化合價(對于原子和原子團)。
1914一1919 年，美國化學家路易斯(Gilbert Newton Lewis)、德國化學家柯塞爾(Albrecht Kossel)、美國化學家朗繆爾(Irving Langmuir)和英國科學家西奇威克(Henry Sidgwick)等先后創(chuàng)立和發(fā)展了原子價的電子理論，將原子價劃分為共價和電價，指出了原子間的相互作用是價電子和各原子核的相互作用。
基于現(xiàn)代價鍵理論的化合價概念的建立
隨著19世紀初電價和共價理論的建立，經典的價鍵理論日趨成熟。經典的價鍵理論是基于牛頓力學框架對電子運動的描述，仍停留在定性層面。1927 年，英國化學家海特勒海特勒(Walter Heinrich Heitler)和德國化學家倫敦(Fritz London)第一次使用量子力學來研究化學領域問題，指出了化學鍵有共價鍵、離子鍵、配位鍵、金屬鍵 4 種，這是現(xiàn)代的化學鍵理論的開端。1931年，美國化學家鮑林(Linus Pauling)進一步推廣了海特勒和倫敦的研究，形成了現(xiàn)代價鍵理論，自此對電子運動的描述上升到定量計算的水平。1932年，美國化學家密里肯(Robert Sanderson Mulliken)等人從分子整體出發(fā)來說明化學鍵的形成，建立了分子軌道理論。1952年，英國化學家歐格爾(Leslie Orgel)將分子軌道理論和晶體場理論結合起米，提出了配位場理論。價鍵理論、分子軌道理論和配位場理論等三大理論基礎的形成標志著現(xiàn)代價鍵理論的逐漸完善，人類對化學鍵的認識也深入到電子水平。
基本概念
定義
化合價也稱為原子價，是元素的一種重要性質。它指的是某個原子(或原子團)與其他原子(或原子團)化合時的成鍵能力，決定了該元素的原子可以與該元素結合的其他原子的數(shù)量。在數(shù)值上，化合價等于原子間得失的電子數(shù)或者偏移的共用電子對數(shù)。化合價有正有負，表示原子的電子得失或者共用電子對的偏移。例如，水的分子式為H2O，其中氧原子的化合價為-2，氫原子的化合價為+1價。
除了單個原子外，在一些化合物中，存在著一些帶電的原子團，它們在與其它化合物反應時常作為一個整體，這種原子團，也稱為根。例如，氯化銨的化學式為NH4Cl，它由一個銨根離子NH4和氯離子Cl結合而成。其中氨根離子的化合價為+1價，氯原子的化合價為-1價。
除了描述原子與不同元素原子結合的情況外，化合價還泛指分子中原子間的相互作用，因此化合價與化學鍵理論密切相關。化合價是研究分子結構的核心概念，它對認識物質結構、化學反應和化學反應發(fā)生的條件等都具有重要的意義。
分類
化合價的本質是核外價電子的結合，從而達到原子核外最外層2電子或8電子的穩(wěn)定結構。由于某原子的化合價只有在其與其他元素的原子結合時才能體現(xiàn)，因此在單質中，元素的化合價為零。在不同種類的化合物中，這種結合方式有所不同，化合價的定義也有所區(qū)別。
共價化合物
共價化合物中，原子間是通過各提供一個電子形成共用電子的方式結合的，把化學鍵數(shù)和化合價聯(lián)系起來，化合價也稱為共價。某個原子的化合價（共價）在數(shù)值上等于該原子與其他原子形成的共用電子對數(shù)，其正負由電子對的偏移決定。電子對偏向該原子，其化合價為負價，電子對偏離該原子，其化合價為正價。例如，水分子H2O中，氧原子與每個氫原子各形成一對共用電子對，氧原子有兩對共用電子對，電子對偏向氧原子，因此水分子中的氧化合價為-2價；每個氫原子有一對共用電子對，電子對偏離氫原子，因此水分子中的氫原子的化合價為+1價。
離子化合物
在離子化合物中，原子間存在著電子得失形成離子。離子的電荷數(shù)可看成離子的化合價，化合價也稱離子價或電價。離子化合物中某個原子的化合價在數(shù)值上等于其得失電子數(shù)，其正負取決該原子得到或失去電子，原子得到電子，其化合價為負價；原子失去電子，其化合價為正價。例如，氯化鈉為離子化合物，其分子式為NaCl，其中鈉原子失去了一個電子，化合價為+1價，氯原子得到一個電子，其化合價為-1價。
配位化合物
在部分共價化合物中，存在著共用電子對的兩個電子均由一個有孤對電子的原子提供，而另一個原子提供空軌道的情況，這種成鍵類型被稱為配位鍵，對應的化合物被稱為配位化合物，簡稱配合物或者絡合物，此時其化合價也稱為配價。需要指出的是，由于配位鍵不存在電子的得失或者電子對的偏移，因此對應的元素不存在化合價的變化。例如，在CuSO4溶液中加入過量NH3，會形成[Cu(NH3)4]的配合物，實質上該配合物是由Cu和4個NH3分子以配位鍵的形式結合，結合后Cu原子仍顯+2價，NH3分子整體仍為0價。
推斷方法
規(guī)律
在實際運用中，可以根據物質化學式推求元素化合價，也可以根據元素化合價推求物質化學式，具體有以下規(guī)律和原則?；蟽r和化學式之間有密切的聯(lián)系。知道了元素的化合價,可以根據成分元素的化合價推求實際存在的化合物中元素原子的個數(shù)比,從而寫出化合物的化學式。
- 化合價通常為整數(shù)。
- 金屬元素通常顯正價，非金屬元素通常顯負價。
- 有些元素可以顯多種化合價，例如鐵有+2價和+3價。
- 化合價的正負表示的是攜帶正（負）電荷數(shù)，無代數(shù)上的大小區(qū)分。
- 單質中元素的化合價為零，化合物中所有原子的化合價代數(shù)為零。
- 離子化合物中元素的化合價(電價)在數(shù)值上等于化合物中離子所帶的電荷數(shù)。
- 共價化合物中元素的化合價(共價)是指與共價鍵相對應的化合價,即由元素的原子間共用電子對而成的化合價。在數(shù)值上等于原子間的共用電子對數(shù)。
- 非金屬元素與金屬素化合時通常顯負價，與氧元素化合時通常顯正價。
- 化合價與該元素的原子結構密切相關，一般由最外層（可能包括次外層）電子數(shù)決定。通常，金屬的化合價一般等于原子最外層電子數(shù)，非金屬的最高正價通常也等于原子最外層電子數(shù)，且非金屬原子的負價與最高正價的絕對值之和為8。
- 原子團的化合價也叫根價，在數(shù)值上與這個原子團所帶的電荷數(shù)相等。
示例
- 碘酸鉀的化學式為KIO3，求碘元素的化合價。
根據化合價推斷的規(guī)律，鉀元素為+1價，氧元素為-2價，假設碘元素的化合價為x，根據化合物中所有原子的化合價代數(shù)為零，可得：
解得碘元素的化合價為+5。
- 已知某種磷的氧化物中磷為+5價，氧為-2價，寫出這種磷的氧化物的化學式。
假設這種氧化物的化學式為PxOy根據化合物中所有原子的化合價代數(shù)為零，可得：
解得
表示方法
化學式
在化學式中，元素的化合價應寫在元素符號的正上方，另外要注意化合價表示為+n或-n，正負號在前不能成n十，“1”不能省略，例如，氯化鎂中的鎂元素為+2價，應該標記為：
離子符號 | 化合價 | |
位置 | 元素符號的右上角 | 元素符號的正上方 |
正、負號 | 在數(shù)字后 | 在數(shù)字前 |
數(shù)值 | 在正、負號之前，"1"要省略 | 在正、負號之后，"1"不能省略 |
實例 |  |  |
化合價與離子符號的書寫區(qū)分，資料來源于 | ||
結構式
在化合物的結構式中，某個原子的化合價的絕對值等于與其相連的化學鍵總數(shù)。例如，水分子結構式為
常見元素的化合價
名稱 | 符號 | 常見的化合價 | 名稱 | 符號 | 常見的化合價 |
鉀 | K | +1 | 氟 | CI | -1、+1、+5、+7 |
鈉 | Na | +1 | 溴 | Br | -1 |
銀 | Ag | +1 | 氧 | O | -2 |
鈣 | Ca | +2 | 硫 | S | -2、44、+6 |
鎂 | Mg | +2 | 碳 | C | +2、+4 |
鋇 | Ba | +2 | 硅 | Si | +4 |
銅 | Cu | +1、+2 | 氮 | N | -3、+2、+3、+4、+5 |
鐵 | Fe | +2、+3 | 磷 | P | -3、+3、+5 |
鋁 | AI | +3 | 氯氧根 | OH | -1 |
錳 | Mn | +2、+4、+6、+7 | 硝酸根 | NO3 | -1 |
鋅 | Zn | +2 | 硫酸根 | SO4 | -2 |
氫 | H | +1 | 碳酸根 | CO3 | -2 |
氟 | F | -1 | 銨根 | NH4 | +1 |
常見元素的化合價，資料來源于 | |||||
氧化數(shù)
氧化數(shù)又稱為氧化態(tài)，是物質中原子氧化程度的量度。氧化數(shù)是人為性、經驗性的概念，是按照一定規(guī)則和經驗人為指定的一個數(shù)值，用來表征元素在化合物中的形式電荷，主要用于氧化還原反應的相關問題中，例如定義氧化劑、還原劑及氧化還原反應，配平氧化還原反應方程式，計算氧化還原當量，相較于化合價的概念更加直觀簡單。
與化合價只能為整數(shù)不同，氧化數(shù)可以為分數(shù)。例如，四氧化三鐵的化學式為Fe3O4，其中鐵的氧化數(shù)為8/3。事實上，四氧化三鐵為一種混合氧化物，其化學式可改寫為：Fe2O3·FeO。此外，在超氧化物中，氧原子的氧化數(shù)為-1/2等。
需要指出的是，在中學階段，由于沒有引入“氧化數(shù)”的概念，在定義氧化還原反應時將其描述為“化合價存在變化”是不嚴謹?shù)?，應使用“氧化?shù)”來替代“化合價”。此外，一般所說的某元素的正、負化合價，除了是電價與氧化數(shù)一致以外，實際上指的也是氧化數(shù)。
化合價相關的文章
郭靖，是金庸武俠小說《射雕英雄傳》男主角和《神雕俠侶》中的重要角色，《倚天屠龍記》中也曾引述其相關事跡，他是貫通"射雕三部曲"的關鍵人物之一。融合“降龍十八掌”、“九陰真經”和“左右互搏”三大蓋世武功為一體，遂翩然翱翔，武林尊為“天下第一俠士”，黑白二道俯首稱臣，號令武林群雄，率領群雄守護著南宋襄陽
郭芙是金庸小說《射雕英雄傳》和《神雕俠侶》中的角色。她是郭靖和黃蓉的長女，也是東邪黃藥師的外孫女，桃花島的第三代繼承人。她和楊過從小就相識，并一起成長。郭芙受到外公黃藥師的珍視，得到父親郭靖的信任，與黃蓉母女關系深厚，被稱為"芙蓉"。她出生在桃花島，兒童時期隨父母到嘉興，曾救助過武氏兄弟和楊過等人。
克里斯托弗·哥倫布（西班牙語：Cristóbal Colón；意大利語：Cristoforo Colombo，1452年9月22日—1506年5月20日），意大利探險家、殖民者、航海家，大航海時代的主要人物之一。出生于中世紀的熱那亞共和國（今意大利西北部）。
巴爾干半島（Balkan Peninsula），是一個歷史和地理上的名詞，用以描述歐洲的東南隅位于亞得里亞海和黑海之間的陸地，詳細的范圍依照定義不同有許多種說法。巴爾干一詞是由土耳其語的“山脈”一詞派生出來的。
托什干河（Taushgan Darya）發(fā)源于吉爾吉斯斯坦境內的天山南脈，自西向東流貫新疆維吾爾自治區(qū)克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿合奇縣全縣。
尚可名片
這家伙太懶了，什么都沒寫！
作者
