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氧化值是全國科學技術名詞審定委員會審定、公布的科技術語。

漢字,中國古人智慧的結晶[1]。千百年間,它經歷了「甲金篆隸草楷行」的發展[2]。從記錄的工具到藝術的載體,它的身上,傾注了無數先人的心血。

名詞解釋

氧化值(氧化值)一般指氧化數

氧化數又叫氧化態,它是以化合價學說和元素電負性概念為基礎發展起來的一個化學概念,它在一定程度上標誌着元素在化合物中的化合狀態。在根據化合價的升降值和電子轉移情況來配平氧化還原反應方程式時,除簡單的離子化合物外,對於其他物質,往往不易確定元素的化合價數;對於一些結構複雜的化合物或原子團,更難確定它們在反應中的電子轉移情況,因而難以表示物質中各元素所處的價態。

氧化數和化合價兩個概念的區別

氧化數概念是從正負化合價概念分化發展產生的,這既說明它們有歷史聯繫,又表明氧化數和化合價是兩個不同的概念。化合價的原意是某種元素的原子與其他元素的原子相化合時兩種元素的原子數目之間一定的比例關係,所以化合價不應為非整數。例如,在Fe3O4中,Fe實際上存在兩種價態:+2和+3價,其分子組成為:2Fe3+·Fe2+·4O2-。氧化數是形式電荷數,所以可以為分數。引入氧化數概念後,化合價概念可保持原來原子個數比的意義,而不必使用「平均化合價」等容易使化合價概念模糊的術語了。這也正是氧化數概念在正負化合價概念的基礎上區分出來的理由之一。

化合價的意義和數值與分子中化學鍵的類型有關。對於同一物質,其中同一元素的化合價和氧化數兩者的數值一般是不同的。對於離子化合物,由一個原子得失電子形成的簡單離子的電價正好等於該元素的氧化數。其他離子的電價數與其中元素的氧化數不一定相等。對於共價化合物來說,元素的氧化數與共價數是有區別的。第一,氧化數分正負,且可為分數;共價數不分正負,也不可能為分數。第二,同一物質中同種元素的氧化數和共價數的數值不一定相同。例如,H2分子和N2分子中H和N的氧化數皆為0,而它們的共價數分別為1和3。在H2O2分子中O的共價數為2,其氧化數為-1。在CH3Cl中,碳的共價數為4,碳的氧化數為-2,碳和氫原子之間的共價鍵數卻為3。

用氧化數表示氧化還原的狀態

對於離子化合物的氧化還原反應來說,電子是完全失去或完全得到的。但是,對於共價化合物來說,在氧化還原反應中,有電子的偏移,但還沒有完全的失去或得到,因此用氧化數來表示就更為合理。例如:

H2+Cl2=2HCl

這個反應的生成物是共價化合物,氫原子的電子沒有完全失去,氯原子也沒有完全得到電子,只是形成的電子對偏離氫,偏向氯罷了。用氧化數的升降來表示就是氯從0到-1,氫從0到+1。這樣,氧化數的升高就是氧化,氧化數的降低就是還原。在氧化還原反應里,一種元素氧化數升高的數值總是跟另一種元素氧化數降低的數值相等的。

規定

70年代初,國際純粹和應用化學聯合會(IUPAC)在《無機化學命名法》中,進一步嚴格定義了氧化數概念,並對氧化數的求法作出一些規定。這些規定比較嚴格,但在具體求化合物中元素的氧化數時不方便,例如一個化合物中究竟有多少鍵合電子,它們如何分配,有時說不清楚。當化合物中兩種元素的電負性相近時,如對於NCl3、S2I2等,按上述規定難於確定這些元素的氧化數。

參考文獻