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氧化值是全国科学技术名词审定委员会审定、公布的科技术语。

汉字,中国古人智慧的结晶[1]。千百年间,它经历了“甲金篆隶草楷行”的发展[2]。从记录的工具到艺术的载体,它的身上,倾注了无数先人的心血。

名词解释

氧化值(氧化值)一般指氧化数

氧化数又叫氧化态,它是以化合价学说和元素电负性概念为基础发展起来的一个化学概念,它在一定程度上标志着元素在化合物中的化合状态。在根据化合价的升降值和电子转移情况来配平氧化还原反应方程式时,除简单的离子化合物外,对于其他物质,往往不易确定元素的化合价数;对于一些结构复杂的化合物或原子团,更难确定它们在反应中的电子转移情况,因而难以表示物质中各元素所处的价态。

氧化数和化合价两个概念的区别

氧化数概念是从正负化合价概念分化发展产生的,这既说明它们有历史联系,又表明氧化数和化合价是两个不同的概念。化合价的原意是某种元素的原子与其他元素的原子相化合时两种元素的原子数目之间一定的比例关系,所以化合价不应为非整数。例如,在Fe3O4中,Fe实际上存在两种价态:+2和+3价,其分子组成为:2Fe3+·Fe2+·4O2-。氧化数是形式电荷数,所以可以为分数。引入氧化数概念后,化合价概念可保持原来原子个数比的意义,而不必使用“平均化合价”等容易使化合价概念模糊的术语了。这也正是氧化数概念在正负化合价概念的基础上区分出来的理由之一。

化合价的意义和数值与分子中化学键的类型有关。对于同一物质,其中同一元素的化合价和氧化数两者的数值一般是不同的。对于离子化合物,由一个原子得失电子形成的简单离子的电价正好等于该元素的氧化数。其他离子的电价数与其中元素的氧化数不一定相等。对于共价化合物来说,元素的氧化数与共价数是有区别的。第一,氧化数分正负,且可为分数;共价数不分正负,也不可能为分数。第二,同一物质中同种元素的氧化数和共价数的数值不一定相同。例如,H2分子和N2分子中H和N的氧化数皆为0,而它们的共价数分别为1和3。在H2O2分子中O的共价数为2,其氧化数为-1。在CH3Cl中,碳的共价数为4,碳的氧化数为-2,碳和氢原子之间的共价键数却为3。

用氧化数表示氧化还原的状态

对于离子化合物的氧化还原反应来说,电子是完全失去或完全得到的。但是,对于共价化合物来说,在氧化还原反应中,有电子的偏移,但还没有完全的失去或得到,因此用氧化数来表示就更为合理。例如:

H2+Cl2=2HCl

这个反应的生成物是共价化合物,氢原子的电子没有完全失去,氯原子也没有完全得到电子,只是形成的电子对偏离氢,偏向氯罢了。用氧化数的升降来表示就是氯从0到-1,氢从0到+1。这样,氧化数的升高就是氧化,氧化数的降低就是还原。在氧化还原反应里,一种元素氧化数升高的数值总是跟另一种元素氧化数降低的数值相等的。

规定

70年代初,国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)在《无机化学命名法》中,进一步严格定义了氧化数概念,并对氧化数的求法作出一些规定。这些规定比较严格,但在具体求化合物中元素的氧化数时不方便,例如一个化合物中究竟有多少键合电子,它们如何分配,有时说不清楚。当化合物中两种元素的电负性相近时,如对于NCl3、S2I2等,按上述规定难于确定这些元素的氧化数。

参考文献