本文主要內容：高考范圍內的化合價、氧化數相關討論以及瘋狂暗示入化競。

提示：第一條分割線前的內容比較廢話，可以直接往下拉到正文。

在初中階段，大傢肯定都學習過化合價的相關概念。

在人教版課本中給出的概念為：

如果你問老師：所以這元素的化合價為啥是這個？

老師可能會說，一個元素的常見化合價和最外層電子數密切相關。在化學反應中得到幾個電子，就顯負幾價；失去幾個電子，就顯正幾價。

比如，O的最外層電子有6個，還差2個就滿書上所說的最外層8個電子穩定瞭，因為得到瞭兩個電子，所以顯-2價。

這當然是一個在初中范圍內比較通用的說法。想想是不是這個道理？ mathrm {Na^+} 帶著一個正電荷，顯+1價； mathrm {Cl^-} 帶著一個單位的負電荷，顯-1價。兩者按1：1的比例結合，電荷的代數和為0，物質顯中性；也恰好契合瞭中性化合物中化合價之和為0的原則。

但是這個解釋顯然也有其局限性之處。

比如，從之後的學習中我們可以知道，鐵的常見價態有+2價和+3價。考察它的結構，第四層有2個電子，第三層有14個電子；失去瞭最外層的2個電子，最外層還剩14個電子；即使是三價鐵離子最外層也是13個電子，完全和我們所熟知的8電子規則不合。

再比如，bug般存在的過氧根。如果你問老師，為什麼氧還有-1價這種操作？最外層七個電子不是完全不穩定的嗎？

老師可能會說，所以它不穩定啊。

也有的老師會說，想那麼多幹嘛，背下來就是瞭唄。

於是，帶著這樣的疑惑，我們進入瞭高中階段的學習。

在必修一剛開始學新課後不久，我們就可以在書中發現這麼一句話。

8電子的小規律終於昭然若揭瞭——化合價和得失電子有密切聯系實錘。

但是，得失電子好理解，為啥還有電子對的偏移？難道有玄機？

然後我就在一大堆關於氧化還原的題目的訓練中迷失瞭自我，忘記瞭這個問題。這實在是太真實瞭……

但是，我也遇到瞭很多前所未有的懷疑人生的挑戰。比如，為啥硫還有+2價（ mathrm {S_2O_3^{2-}} ）？為啥硫酸根還能“二聚”（ mathrm {S_2O_8^{2-}} ）？為啥硫和氧一樣會有-1價神一般的存在 （mathrm {FeS_2} ）？硫可真是一個磨人的小妖精啊。

於是，我得到的解釋是：為瞭計算得失電子方便可以這麼認為其化合價。具體的內容的話……你來上化競啊嘻嘻嘻！

呵，男人。

雖然這不是我讀化競的原因，但是在學習瞭這塊知識後，還是發現瞭化學，真是該死的有趣。

好瞭，廢話這麼多，終於進入正文瞭。

首先我們得明確，中學化學中的化合價，即為下文中的氧化數。

無機化學中關於氧化數的定義：

這就很有意思瞭。也就是說，在共價化合物中，如果一個原子吸引電子的能力比較強，把共用電子對拉去瞭，也就是使一個電子對偏向瞭自己，那麼它就獲得瞭一個負的化合價；相反，另一個被拉走共用電子對的倒黴蛋就獲得瞭一個正的化合價。

這就解釋瞭共價化合物中的憑什麼你是正價我是負價的事實。

這麼說很難直觀反映事實，不妨看一些例子。

• 過氧化氫。

考察過氧化氫的結構式：

顯然，兩個氧勢均力敵，根本沒有辦法把中間的這個電子對（即這根線）拉到自己的一邊去。於是這對電子對在氧化數中並不起到任何作用。

然而，氫就比較可憐瞭——它孤傢寡人和唯一相依為命的電子不僅要和氧共享，還要被氧強行拉到自己的一邊去。誰叫自己弱小可憐又無助呢……

於是，氧就獲得瞭一個負的化合價，氫就獲得瞭一個正的化合價。

這不僅解釋瞭為啥過氧化氫中的氧是負價，還解釋瞭它為什麼是-1價。

同理，過硫根（ mathrm{S_2^{2-}} ）甚至多硫根（ mathrm {S}_x^{2-} ），以及 mathrm {I_3^-} （KI溶液可以溶解更多碘的原理）存在的合法性也就得到瞭證明。

同時，我們隻要稍加推理就可以發現，過二硫酸根，即上文提到的 mathrm {S_2O_8^{2-}} 中其實是有過氧鍵的存在的。完美解決瞭為啥硫會有+7價這種每個化學老師都遇到過的問題。所以，嚴格上來說，其氧化性來自於過氧根而不是硫，在被還原成硫酸根的時候S的價態實際上絲毫沒有變動。具體結構讀者可以嘗試自行畫出。

所以說，一個元素要是有分數價態，又有什麼好笑的呢？

• 硫代硫酸根（ mathrm {S_2O_3^{2-}} ）。

在做題目的時候，我們可以大膽地認為S的化合價為+2價，可以簡化很多很多復雜的步驟。

但是，實際上呢？

其實聰明的小朋友已經發現瞭，從名字上看，硫代硫酸根，一個硫代瞭一個硫酸根中的氧，所以中心的S依然是+6價，簇擁著中心的S的3個O和一個S顯-2價。

這麼說不直觀，來看圖。

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等等，你剛才不是說瞭，兩個S勢均力敵嗎？邊上的這個硫咋又有化合價瞭？

你當然可以理解為基團的兩個負電荷是邊上的S的，但是負電荷顯然帶在中心原子身上。

嘿嘿，想要解決這個問題，來學化競啊！

不好意思，說漏嘴瞭，如何判斷一個電子對偏向誰呢？

如果我說，電子對偏向吸引電子能力強的原子，你又不高興，那我怎麼辦？

很好辦，引入大傢大概都聽說過的一個東西，叫電負性。

物質結構與性質一本選修中提到：

下面是一張xld老師友情提供的表：

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可以發現，一般來說，非金屬電負性大於金屬，非金屬性越強電負性越大，氫的電負性大於大多數金屬小於其他非金屬。（至於為啥第六周期那麼奇怪，可以搜索6s惰性電子對效應瞭解更多知識。想要系統學習，來！學！化！競！）

電負性越大，電子越容易被吸過去，就越容易顯負價。所以氨氣中前面的N就是-3價，因為他無情地奪走瞭電子。至於為啥這麼寫，等我有空繼續開坑唄。

至於為啥以F電負性為4.0作為標度，以及這是咋算出來的，啥是Pauling標度，想要知道的話，去學化競啊！！！

這也可以解釋很多事實。

• 為啥氟沒有含氧酸（隻有負價和0價）？

很簡單，它的電負性最大（非金屬性最強），沒有原子能奪走它的電子，也就是說沒有東西能把它氧化。它就隻能我 配 我 自 己或者拿著一對電子孤獨終老瞭。

• 思考題：鹵素互化物的一些解釋

如果你做過鹵素互化物的一些題目，你會發現，I永遠正價，F永遠負價，相互化合的話，永遠是在周期表中靠上面的顯負價，靠下面的顯正價。

學瞭今天的知識以後，你，能解釋瞭嗎？

• 思考題：Cr的氧化數

看著這個五氧化鉻的Lewis結構示意圖，思考Cr在 mathrm {CrO_5} 的氧化數。

如果說+10價的話請允許我原地爆炸……

電負性當然還有很多應用，那又是一個天坑……

當然，這個理論依然是有缺陷的，等待更高級的方法來修正。

什麼？你想知道是什麼方法？來學化競啊！！！（瘋狂暗示）

不說瞭，要落淚瞭。化學真是迷人啊！

本文結構式圖源：Wikipedia和xld。