一、有關(guān)化合價的論述:
1、化合價是元素的一種性質(zhì)(元素的性質(zhì)有核外電子排布、原子半徑、主要化合價、金屬性或非金屬性、最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性或堿性)。
2、元素的化合價是一種元素的一定數(shù)目的原子與另一種元素的一定數(shù)目的原子相化合的性質(zhì)。
3、元素的主要化合價是指該元素的最高正價和最低負(fù)價。
4、主族元素的最高正價數(shù)等于該元素的最外層電子數(shù)(O、F例外),也等于主族序數(shù);主族元素的最低負(fù)價等于最外層電子數(shù)減去8(氫元素減2)。
5、短周期元素最高價氧化物通式A、最高價氧化物對應(yīng)水化物通式B、最低價氫化物通式C,用M代表金屬元素,R代表非金屬元素,有下表的對應(yīng)關(guān)系
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
A
M2O
MO
M2O3
RO2
R2O5
RO3
R2O7
B
MOH
M(OH)2
M(OH)3
H4RO4
H3RO4
H2RO4
HRO4
B
H3MO3
H2RO3
HRO3
C
RH4
RH3
H2R
HR
6、奇數(shù)族的元素的主要化合價一般是奇數(shù),偶數(shù)族元素的主要化合價一般是偶數(shù),例外的如下例粗體字。
+1
+2
+3
+4
+5
+6
+7
IVA
CO
CO2
VA
N2O
NO
N2O3
NO2 、N2O4
N2O5
VIA
SO2
SO3
VIIA
Cl2O
Cl2O3
ClO2
Cl2O5
Cl2O7
7、有關(guān)化合價的一般規(guī)則:
(1)單質(zhì)的化合價為零。
(2)化合物中各元素的化合價代數(shù)和為零。
(3)復(fù)雜離子帶的電荷等于離子內(nèi)各原子的化合價的代數(shù)和,并將正負(fù)號和數(shù)字前后換位,標(biāo)于原子團(tuán)的右上角,例如:CO 、NH 、NO 、SO 、SO 、S2O、MnO 。
(4)氫元素化合價的規(guī)律:在非金屬氫化物、酸、堿、酸式鹽、銨鹽、有機(jī)化合物中氫元素都呈+1價,而在金屬氫化物中,氫元素呈-1價,例如:NaH 、CaH2 。
(5)氧元素的化合價規(guī)律:在氧化物、含氧酸、堿、含氧酸鹽、烴的含氧衍生物中,氧元素都呈-2價,在過氧化物(H2O2 、Na2O2 、CaO2)、超氧化物(KO2)、臭氧化物(CsO3)中氧元素的價態(tài)比-2高,根據(jù)化合價代數(shù)和為零可以求出氧元素具體的化合價。
二、有關(guān)化合價的應(yīng)用:
1、判斷一個反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)
有化合價變化的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),該反應(yīng)在一定條件下可能被設(shè)計成原電池。
2、利用元素的價態(tài)判斷其氧化性和還原性
(1)最高價態(tài)的元素只有氧化性,常見陽離子的氧化性順序:Ag+ >Fe3+ >Cu2+ >H+ 。
(2)最低價態(tài)的元素只有還原性,常見陰離子的還原性順序:H- >S2- > I-。
(3)中間價態(tài)的元素既有氧化性,又有還原性,遇到強(qiáng)氧化劑時呈現(xiàn)還原性,遇到強(qiáng)還原劑時呈現(xiàn)氧化性。
例1:氫氣與鈉反應(yīng)體現(xiàn)氧化性,氫氣與氧氣反應(yīng)體現(xiàn)還原性,氫氣更多的時候體現(xiàn)還原性,化學(xué)方程式:氧化性:2Na+H2 NaH2 ;還原性: H2 +CuO H2O+Cu ;SiCl4 +2H2 Si+ 4HCl
例2:碳單質(zhì)既體現(xiàn)氧化性,又可以體現(xiàn)還原性,更多時候體現(xiàn)還原性,化學(xué)方程式:
氧化性:C + Si SiC ;還原性:C +H2O CO+H2 ;
例3:二氧化硫既有氧化性又有還原性,更多時候體現(xiàn)還原性,化學(xué)方程式:
氧化性:2H2S +SO2 =3S+2H2O ;還原性:SO2 +Cl2 +2H2O=H2SO4 +2HCl ;2SO2 +O2 2SO3
例4:二氧化氮既有氧化性又有還原性,更多時候體現(xiàn)氧化性,化學(xué)方程式:
氧化性:(二氧化氮?dú)怏w使?jié)櫇竦牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán))2KI +NO2=I2 +2KNO2
氧化性和還原性:3NO2 +2H2O=2HNO3 +NO
還原性:4NO2 +O2+2H2O=4HNO3
例5:亞硫酸鈉既有氧化性又有還原性,通常以還原性為主,化學(xué)方程式:
氧化性:2Na2S+Na2SO3+3H2SO4=3Na2SO4+3S↓+3H2O
還原性:2Na2SO3+O2=2Na2SO4 ;Cl2+Na2SO3+H2O=Na2SO4+2HCl
3、同一元素價態(tài)越高氧化性越強(qiáng),價態(tài)越低還原性越強(qiáng)。
例1:NaH+H2O=NaOH+H2 ↑
分析:氧化劑:H2O,氧化性:H2O> H2 ;還原劑:NaH,還原性:NaH> H2 。
例2:2FeCl3 +Fe=3FeCl2
分析:氧化劑:FeCl3,氧化性:FeCl3> FeCl2 ;還原劑:Fe,還原性:Fe > FeCl2 。
4、幾種氧化劑分別與變價金屬反應(yīng),使變價金屬呈現(xiàn)較高價態(tài)的氧化劑的氧化性強(qiáng)。
例如:氯氣和硫分別與鐵反應(yīng),產(chǎn)物中鐵的價態(tài)不同。2Fe+3Cl2 2FeCl3 ,Fe+S FeS ;氧化性:Cl2>S 。
5、幾種還原劑分別與氧氣反應(yīng),生成物中氧元素的價態(tài)越高,該還原劑的還原性越強(qiáng)。
例如:2Na+O2 Na2O2 ,K+O2 KO2 ,還原性:K>Na 。
6、岐化反應(yīng)種元素的價態(tài)變化規(guī)律:
在岐化反應(yīng)只有一種元素發(fā)生化合價變化,反應(yīng)物中變價元素的價態(tài)必然在生成物中變價元素的價態(tài)之間。
例如:在岐化反應(yīng)(3S+6KOH=2K2S+K2SO3+3H2O)中,反應(yīng)物中硫元素的價態(tài)介于生成物K2S和K2SO3的硫元素價態(tài)之間。
7、歸中反應(yīng)中元素的價態(tài)變化規(guī)律(化合價就近變化互不交叉原則):
在歸中反應(yīng)只有一種元素發(fā)生化合價變化,生成物中變價元素的價態(tài)必然在反應(yīng)物中變價元素的價態(tài)之間。
例如:在歸中反應(yīng)(2K2S+K2SO3+3H2SO4=3S+3H2O+3K2SO4)中,生成物中(硫)元素的價態(tài)介于反應(yīng)物K2S和K2SO3的硫元素價態(tài)之間。
例2:在歸中反應(yīng)(H2S+H2SO4(濃)=S↓+2H2O+SO2 ↑)中,生成物中(硫)元素的價態(tài)介于反應(yīng)物H2S和H2SO4的硫元素價態(tài)之間:H2S→S;H2SO4(濃)→SO2。
8、利用化合價變化規(guī)律推測產(chǎn)物:
化合價變化規(guī)律:在一個化學(xué)反應(yīng)中,有化合價升高的元素,必有化合價降低的元素,化合價升高的總數(shù)等于化合價降低的總數(shù)。
例如:推測鈉與水的產(chǎn)物:在鈉與水的反應(yīng)中,滴入無色酚酞,溶液變紅,說明鈉與水反應(yīng)生成物有堿(氫氧化鈉)生成。反應(yīng)物只有單質(zhì)鈉和水,鈉元素化合價升高,水中必有一種元素化合價降低,而氧元素已經(jīng)呈最低價態(tài),只能是+1價的氫元素化合價降低,得電子變成氫氣,所以鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物是氫氧化鈉和氫氣。
9、推測化合物中各原子是否滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的方法利用化合價
|元素的化合價|+最外層電子數(shù)=8
例1:CO2中碳元素:|+4|+4=8;氧元素:|-2|+6=8,都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。
10、ABn型分子的極性判斷用到化合價
中心原子A的化合價的絕對值等于其最外層電子數(shù)時,該分子為非極性分子;否則為極性分子。
例1:CO2中碳元素:|+4|=4 ,CO2為非極性分子。
例2:CH4中碳元素:|-4|=4 ,CH4為非極性分子。
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