化合價、氧化數的概念辨析

〔關鍵詞〕 化合價；氧化數；定義；確定；區別

〔中圖分類號〕 G633.8〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004—0463（2008）04（B）—0034—01

筆者發現在現行的中學化學課本中，所講述的化合價與高校相關專業化學課本中的化合價定義是不相符的，因為在中學，化合價事實上主要講的是氧化數的概念。在此，本文參考有關文獻，結合化學鍵理論的發展，對化合價和氧化數的定義、數值確定及其區別做一簡要的論述。

一、化合價和氧化數的定義

中學化學課本中化合價的定義：某元素一定數目的原子跟其他元素一定數目的原子化合的性質，叫做這種元素的化合價。

氧化數的定義：某元素一個原子的表觀電荷數。該電荷數是假定把每一化學鍵中的電子指定給電負性較大的原子而求得的。

二、化合價和氧化數的確定

1.化合價的確定

化合價表示了各種元素的原子相互化合的數目。通常以氫的化合價等于+1為標準，其他元素的化合價就是與該種元素的一個原子相化合的或被該元素一個原子所置換的氫原子數。例如，一個氫原子與一個氯原子化合生成氯化氫分子，氯的化合價是-1；一個鋅原子能從酸里置換出兩個氫原子，鋅的化合價是+2。原子團或根(基)也有化合價，同樣是以氫的化合價等于+1為標準的。例如，硝酸根是-1價，硫酸根是-2價，氫氧根是-1價等。

在原子結構創立后，化合價概念與化學鍵概念聯系起來，從而化合價又有了電價與共價的區別。在離子化合物中，電價數等于離子所帶電荷數。例如，在BaCl₂中，Ba為+2價、Cl 為-1價。在共價化合物中，化合價等于共價數，決定于形成共價鍵時公用電子對數（指雙原子之間），共價數不分正負。如H2O中O的化合價是2，H-C≡N中 C的化合價是4。

2．氧化數的確定

（1） 在單質中，元素的氧化數為零。（2） 在單原子離子中，元素的氧化數等于它所帶的電荷數；在多原子離子中，則是各元素氧化數的代數和等于離子所帶電荷數。（3） 在大多數化合物中，氫的氧化數為+1、氧的氧化數為-2；所有的氟化物中，氟的氧化數為-1；堿金屬和堿土金屬在化合物中的氧化數分別為+1和+2。（4） 在中性分子中，各元素氧化數的代數和為零。

由此可知，多原子分子如O₂、H₂中，它們的化合價應分別為2、1，而不是零，零應該是它們的氧化數。中學化學教材中沒有提及氧化數，而是籠統地叫做化合價，化合價已包含氧化數的概念。因此，所謂化合價的升降其實就是氧化數的升降。

三、化合價和氧化數的區別

1.化合價具有特定的、確切的含義，而氧化數則是按規則經驗指定的一個數值。

2.數值有區別

在大多數化合物中，元素的化合價（即電價）與氧化數往往相同，但在共價化合物中兩者卻并不一致（其中化合價為成鍵數，無正負之分）。

3.所用數字范圍不同

化合價只能是不等于零的整數，而氧化數可為整數、零或分數。

4.反映的本質不同

化合價反映化學鍵的性質，而氧化數并不反映化學鍵的性質，是人為的按一定經驗規則指定的一個數字，表示元素原子在物質中所處的化合狀態。

5.氧化數可直接由分子式(或化學式)確定，但化合價有時卻不能直接由分子式確定，必須根據電子式或分子結構式來確定。