中学阶段常见元素化合价表
(竞赛专用)
注:本表不列出稀有气体、金属的0价及非常见价态等。
常见化合价 该化合价
元素 例子 元素及单质的其他性质
【主要离子】 的性质 +1(主要) 如HCl、H2O等 12
●有三种同位素:H、H(或重氢D)、
在活泼金属氢3
氢 强还原性,H(或超重氢T)
化物中及其衍生
H -1 与和水反应●单质有还原性
物,如NaH、KH、
放出H2 ●气体可燃、密度最小、无色无味
CaH2、KBH4等
●银白色的活泼金属,和水反应 ●熔点比水高,密度很小,保存在
锂
+1 如LiCl、Li2O等 焰色深红色 石蜡中
Li
●使用于电池内
●强还原剂,在空气中生成Li2O ●银白色的活泼金属,可以和水反应,保存在煤油中,强还原剂
钠
+1 如NaCl、Na2O2等 焰色为黄色 ●熔点比水低,密度、硬度小
Na
●和醇、酸反应放出氢气 ●在空气中燃烧生成Na2O2
焰色为紫色●银白色活泼金属,可以和水反应,(混有Na+比钠更剧烈,保存在煤油中
钾 会为黄色,●熔点比水低、密度、硬度小
+1 如KCl、KNO3等
K 透过蓝色钴●强还原剂
玻璃才能看●在空气中燃烧生成K2O2和KO2
到紫色) ●钾钠合金用作核反应堆的冷却剂
●铷是银白色金属,铯是略带金黄
铷
+1 铷焰色为浅色光泽的金属,熔点低,和水反应
Rb
【Rb+】 如RbCl、CsCl等 紫色,铯焰极其猛烈
铯
【Cs+】 色为天蓝色 ●铯可以在空气中自燃
Cs
●强还原剂
●银白色活泼金属,和沸水略反应 ●在空气中燃烧生成MgO,也有
镁 Mg3N2生成,军事上用作照明弹
+2 如MgCl2、MgSO4等
Mg ●能在CO2等大多数气体中燃烧
●和酸剧烈反应 ●强还原剂
●银白色活泼金属,和水反应
钙
+2 如CaCl2、CaO等 焰色砖红色 ●密度比水大,强还原剂
Ca
●在空气缓慢氧化或燃烧生成CaO
锶 锶焰色为深
+2 ●银白色活泼金属,可以和水反应
Sr 红色,钡焰2+
【Sr】 如SrCl2、BaSO4等 ●密度比水大
钡 色为黄绿2+
【Ba】 ●强还原剂,可以在空气中燃烧 2+
Ba 色;Ba有毒
硼 B
+3 【BO33-】 +3 3+
【Al】 【AlO2-】 +1 【Tl+】 +3 【Tl3+】
大多数硼化合物如H3BO3、B2O3等
●银白色活泼金属,在空气中生成致密的氧化膜阻止进一步氧化
●两性金属,可与强酸、强碱反应 ●在浓硫酸、浓硝酸中钝化
●高温有强还原性,铝热反应原料
铝 Al
如Al2O3、NaAlO2等
铊 Tl
如TlCl等 如Tl2O3等
剧毒
●较软的银白色金属,和酸反应生
剧毒
成亚铊化合物
强氧化性
有还原性
●有多种同素异形体,如金刚石、
石墨、C60等
●高温下有还原性,可以还原金属氧化物、CO2等
负价的碳化
●可以在纯氧中燃烧发出耀眼白光
合物有还原14
●同位素C用于考古
性
●半导体材料
●用作电脑芯片
和水放出自●可以和碱反应放出氢气 燃性的硅烷
●半导体材料
●镓的熔点低于体温
镓 Ga +3
铟 【Ga3+、In3+】 In
+2 CO等 +4 【CO32-】 CO2、CS2等
碳 【HCO3-】 C 金属碳化物的碳
显负价(CaC2等);
其他
有机物一般不讨论碳的化合价
+4 如Na2SiO3、硅酸、2-【SiO3】 SiF4、氟硅酸盐等
硅
+3 SiHCl3
Si
-4 某些硅化物如【Si4-】 Mg2Si、Ca2Si等
锗
+4 GeO2等
Ge
+4
如SnO2、SnCl4等
锡 【Sn4+】 Sn +2 亚锡化合物如
【Sn2+】 SnCl2、SnSO4等
+4 【Pb4+】 +2(主要) 【Pb2+】
+5
氮N
+4 +3 【NO2-】
如Pb(CH3COO)4、PbO2等;Pb3O4含有+2和+4价的铅。 如PbO、PbCl2等
铅 Pb
如KNO3、N2O5等 如NO2、N2O4等 如NaNO2、N2O3等
可溶于过量
●熔点较低,常用来制备合金,如
强碱
青铜(传统的青铜是铜锡合金)、焊
还原性;溶
锡等
于过量强碱
●铅和酸反应生成二价铅化合物,四价铅则难达到
有强氧化性
●质软的金属,有毒,熔点较低,常用来制合金
●可以防护放射线
●在空气中生成致密的碱式碳酸铅
氧化膜
硝酸根离子 酸化后具有 强氧化性 易歧化 亚硝酸根有 致癌性
NH3溶于酸;铵盐和碱反
-3 应生成NH3;
如NHCl、氮化物4
【NH4+】 活泼金属氮
如NaN、MgN等 332
【N3-】 化物和水反
应放出NH3,生成碱
-其他【N3】 叠氮化物(如NaN3) +5(主要) 磷酸及其盐(如
3-【PO4】 H3PO4、HPO3、K3PO4、
【HPO42-】 NaH2PO4等)、P4O10、【H2PO4-】 PCl5、POCl3等
+3
磷 P H3PO3、PCl3等
【PO33-】
次磷酸(H3PO2)及
+1 强还原性
其盐
-3
磷化物(如K3P等)
【P3-】 +5
砷酸及其盐、As2O5
【AsO43-】
+3 亚砷酸及其盐、
3-砷 【AsO3】 As2O3
As 活泼金属砷
砷化物(如AsH3、
-3 化物和水反
K3As等)
应产生H3As
其他 As4S4等
SbF5或锑和
+5
SbF5、HSbF6、SbCl5、氟构成的阴
【SbO3-】
锑酸盐等 离子有极强-【SbF6】
的酸性 锑
Sb +3
Sb2O3、SbCl3等
【Sb3+】 -3
锑化物等 和水反应
【Sb3-】 +5
BiF5、NaBiO3等 强氧化性
【BiO3-】 铋
Bi +3
Bi(NO3)3、Bi2O3等 最常见价态 3+
【Bi】
如SO2、CuO、I2O5、
-2 常见的价态
KOH、HClO4、BaSO4
氧 -1 和水反应放
如H2O2、Na2O2等 2-O 【O2】 出氧气
强氧化性;
+2 如OF2等
受热分解
+2 +1 如NO等 如N2O等
●无色无味的气体,不支持燃烧 ●化学性质稳定
●高温或放电时和O2反应产生NO●和H2高温高压在有催化剂的条件下化合成NH3
●游离态氮转化为化合态氮的过程叫做固氮
●用作冷却、防腐、保护气体
●有红磷、白磷(P4)、黑磷等多种同素异形体
●易燃,在空气中燃烧生成P4O10 ●白磷易自燃,剧毒,可溶于CS2●白磷烧伤应用硫酸铜溶液处理 ●用过白磷的仪器应灼烧 ●红磷受热升华,白磷熔化 ●和氧化剂混合易爆
●有灰色类金属砷(灰砷)、黄砷、黑砷等多种同素异形体 ●可燃
●大多数含砷化合物有剧毒 ●用作半导体
●熔点低,有多种同素异形体,但只有灰锑最稳定
●用作合金、半导体 ●有毒
●低熔点
●常用来制作合金 ●燃烧有蓝色火焰
●无色无味,供给呼吸,助燃 ●最常见的同素异形体是臭氧(O3),有鱼腥臭味和很强的氧化性(常温下能将银、硫化铅等物质氧化),易被催化分解,受热易分解
+0.5 【O2+】 其他 【O2-】 【O3-】 +6 【SO42-】 【S2O82-】 【S2O72-】 +4 2-【SO3】 +2
硫 S
-2 2-【S】
二氧基盐(如O2F2、O2PtF6、O2AsF6)等
●在氧气中高压放电能产生臭氧 ●液氧为淡蓝色液体 ,固态为淡蓝
强氧化性;色雪花状固体
超氧化物(KO2)、臭
超氧化物、●绝大多数元素都存在氧的化合物
氧化物(如CsO3)、
臭氧化物和●接近100%的纯氧使人呼吸停止
HOF(此处0价)
水放出氧气
SO3、H2SO4、硫酸盐、过硫酸盐、焦硫酸盐、SF6等 SO2、亚硫酸盐等
如SCl2等
其他 【Sn2-】 +6 2-【SeO4】
硒 Se
+4 【SeO32-】
-2 【Se2-】 +6 【TeO42-】
+4 【TeO32-】
+2 2-【TeX4】
-2 2-【Te】 【Ten2+】【Te64+】 -1 【F-】 【HF2-】 【SiF62-】
活泼金属硫化物和酸反
硫化物(如K2S、
应产生H2S;
H2S、Cu2S、HgS等)、
某些金属的
硫取代氧的化合
硫化物则很
物等
稳定;还原性
多硫化物(Na2S3、
Na2S5等)、S2Cl2等
强氧化剂;
SeO3、硒酸盐等 浓、热的硒
酸能溶解金 ●灰色或红色固体,熔点低,受热
易挥发,有多种同素异形体
SeO2、亚硒酸盐等 有毒
●在空气中燃烧有蓝色火焰
和酸反应产
硒化物等
生H2Se TeO3、碲酸盐等 TeO2、亚碲酸盐等 二卤化碲、四卤碲
酸盐等
碲化物等 Te8(WCl6)2、Te6(AsF6)4等 氟化物(如CaF2、HF、NH4F、NH4HF2、KHF2、UF6、XeF6等)、氟代含氧酸盐、含氟有机物等
●黄色固体,可燃,在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,在纯氧中则为蓝紫色火焰 ●熔点低
●和碱金属反应爆炸,研磨即反应 ●和一些不活泼金属如Cu、Hg反应 ●溶于二硫化碳或碱金属硫化物溶液中
●硫的分子式为S8
●硫有多种同分异构体
●硫、碳、硝酸钾用一定的工艺混合可以制成黑火药
碲 Te
氟 F
●熔点低的银灰色或深灰色固体 ●在空气中燃烧产生蓝色火焰 ●太阳能薄膜电池的主要原料
●有毒
和酸反应产●和硒一样,摄入非微量的化合物生H2Te 会让人体散发恶臭 n=4-8,颜色随离子而异
●极毒的淡黄绿色气体,有芥末气味,化学性质极其活泼
可溶性氟化
●无正价
物有毒,直
●只有少数元素不能和氟直接化合
接接触可引
●用于制造含氟高分子材料、制造
起严重灼伤
农药、制造人造血液、分离铀的同位素
氯 Cl
+7 【ClO4-】 +5 【ClO3-】 +4 +3 【ClO2-】 +2 +1 -【ClO】 -1 -【Cl】
高氯酸、高氯酸盐、Cl2O7等 氯酸、氯酸盐等
强氧化剂
强氧化剂 ●剧毒的黄绿色气体,有刺激性气
味,化学性质十分活泼
ClO2等
●化合价多、氧化物不稳定
亚氯酸、亚氯酸盐 ●有漂白性
●易液化
ClO·
●可溶于水
次氯酸、次氯酸
强氧化剂 ●用于有机合成,重要的化工原料
盐、Cl2O等
氯化物等
溴 Br
碘 I
钛 Ti
钒 V
铬 Cr
●有毒的深红棕色重质液体,易挥
+7、+5、+4 见“氯 Cl”(溴、溴酸盐有强发,有刺激性气味,化学性质活泼 +3、+1、-1 碘+1价有BrX、IX) 氧化性 ●溶于水、乙醇、四氯化碳、苯等
●用于消毒
见“氯 Cl”(次碘
+7、+5、+3 碘化物有较●深紫色固体,有毒,易升华,有
酸及其盐常温不
+1、-1 强的还原性 刺激性气味
存在)
●受热升华,用于消毒
使淀粉变
其他 碘溶于碘化物溶●溶于水、碘化物溶液、乙醇、四
蓝;有较强
【I3-】等 液中:I2+I-=I3- 氯化碳、苯等
的还原性
+4
钛酸盐、TiO2、四●银白色金属,有很强的抗腐蚀能
【Ti4+】
价钛化合物 力,常温下化学性质稳定
【TiO32-】
●高温下能在氧气、氮气中燃烧,
+3
三价钛化合物 分别生成TiO2和TiN
【Ti3+】
●制作合金、用作添加剂及颜料
+2 和水或酸反
(TiO2) 二价钛化合物 2+
【Ti】 应放出氢气 +5
钒酸盐、偏钒酸
【VO3-】
盐、VO、VF、VOCl 2553
【VO43-】
●银灰色金属,耐腐蚀
+4
VCl4、VO2等 ●用作催化剂
【VO2+】
●有丰富的价态,各价态有不同的
+3
V2O3、VBr3等 颜色
【V3+】 +2
VO、VCl2等
【V2+】
CrO3、CrO5、铬酸铬酸跟在酸
+6 ●银白色金属,十分坚硬
盐(BaCrO、KCrO、性条件下转424
【CrO42-】 ●有丰富的价态,化合物颜色多样
Na2CrO4等)、重铬化为重铬酸2-【Cr2O7】 ●用于制备强度大的合金,或用于酸盐(K2Cr2O7、根,碱性条
(常见) 金属防锈
(NH4)2Cr2O7等) 件逆转换。
●在硝酸中钝化
+5
K3Cr(O2)4 红褐色 ●氧化剂
【Cr(O2)43-】
●致癌
+4 CrO2、K2CrF6等