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氧元素没有正价吗?

缘起人教版《化学必修一》课本所配表格“1~18号元素的主要化合价”中,O和F只标注了负价,没有正价。日常听课,也经常听老师们一再强调,O、F没有正价,只有负价。

氧元素没有正价吗?

F电负性最强,没有物质能将其氧化,所以没有正价。但O电负性毕竟小于F,则F有没有可能将O氧化?

若学生拿OF₂来咨询其中各元素的价态,我们又该如何应对?

O通常呈负价态-2 价:这是氧最常见的氧化态,如在H₂O、CO₂和大多数氧化物(如Fe₂O₃)及酸(如HNO₃)、碱(如NaOH)、盐(如Na₂NO₃)中。

 -1 价:存在于过氧化物中,如H₂O₂、Na₂O₂。

-½价:在超氧化物中,如KO₂(超氧化钾)。

氧元素没有正价吗?

KO₂晶胞 

O当然也有正价态在氟氧化物中,F的高电负性会迫使O呈现正价态。

+1 价:在O₂F₂中,每个O原子呈+1价。

+2 价:在OF₂中,O呈+2价。

更复杂的正价:氟氧化物有多种形式,因此可呈现出更复杂的正价。

氧元素没有正价吗?

例如,在O₃F₂(臭氧化氟)等极少数不稳定化合物中,O可能呈+4价(咦?这里为什么是+4价?),但这些化合物非常罕见且仅在特定条件下存在。

为什么O的价态如此复杂?不仅有负价,还有正价,甚至还有-½价。这是因为化合价理论本身就不是严谨的科学理论,而只是一种权宜的辅助工具!举个简单的例子,HCl、HF、NaF三种物质,其共用电子对偏移程度越来越大,NaF已经是发生了电子得失。但是这三种情况下,H和Na确都是呈+1价,Cl和F都是呈-1价。你觉得合理吗?还有CuFeS₂(黄铜矿)晶体为例:

 氧元素没有正价吗?

取S为-2价(没什么理由,就是人为定的,S就习惯为-2价),则Cu、Fe的化合价之和为+4。很多老师引经据典想证明究竟是是Cu⁺、Fe³⁺还是Cu²⁺、Fe²⁺。有老师想当然认为Fe³⁺和S²⁻不应共存而排除Cu⁺、Fe³⁺方案,这其实没有道理,固体中这些离子不是那么容易表现氧化性和还原性的。还有老师认为Fe有部分Fe³⁺部分Fe²⁺,Cu有部分Cu⁺部分Cu²⁺。其实没有必要,只要化合价代数和为零即可,爱咋咋地,较那个真既没空也没啥意思。

(责任编辑:化学自习室)
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