元素 常见化合价【主要离子】 例子 该化合价的性质 元素及单质的其他性质 氢 H +1 (主要)【H+】 在大多数化合物中,如HC1、H20、NaHC03、NH3等 •有三种同位素:1H、 2H(或D)、3H(或T)•单质有还原性•可燃•密度最小的气体•无色无味-1【H-】 在活泼金属氢化物中及其衍生物,如NaH、KH、CaH2、KBH4等 有强还原性, 可以和水反应放出 H2锂 Li +1【Li+】 锂化合物如 LiCl、 LiOH、 Li2O 等 焰色为深红色 •银白色的活泼金属,可以 和水反应•熔点比水高,密度很小•同位素6Li用在核反应堆内吸收中子•使用于电池内・ 在空气中燃烧生成Li2O •强还原剂钠 Na +1【Na+】钠化合物如NaCl、Na2O2等 焰色为黄色 •银白色的活泼金属,可以和水反 应,保存在煤油中•熔点比水低,密度、硬度小•和醇、酸反应放出氢气•在空气中燃烧生 成Na2O2•强还原剂钾 K +1【K+】 钾化合物如KC1、KNO3等焰色为紫色(混有Na+时会为黄色,透过蓝色钻玻璃才 能看到紫色) •银白色活泼金属,可以和水反应,比钠更剧烈,保存在煤油中•熔点比 水低、密度、硬度小•强还原剂•在空气中燃烧生成K2O2和KO2•钾钠合金用作核反应 堆的冷却剂铷 Rb铯 Cs +1【 Rb+】【Cs+】铷、铯化合物如RbCl、CsCl等铷的焰色为浅紫色,铯的焰色为天蓝色 •铷是 银白色金属,铯是略带金黄色光泽的金属,熔点低,和水极其猛烈地反应•铯可以在空气中 自燃•强还原剂镁 Mg +2【Mg2+】 镁化合物如MgC12、MgS04等 •银白色活泼金属,和沸水略有反应•在空气中燃烧生成MgO,也有Mg3N2生成•能在CO2等大多数气体中燃烧•和酸剧烈反应 •强还原剂•军事上用作照明弹钙 Ca +2【Ca2+】 钙化合物如CaC12、CaSO4、CaO等焰色为砖红色 •银白色活泼金属,和水反应•密度比水大•在空气中缓慢氧化或燃烧生成CaO•强还原剂锶 Sr钡 Ba +2【 Sr2+】【Ba2+】 锶、钡化合物如SrC12、BaSO4等 锶的焰色为深红色,钡的焰色为黄绿色; Ba2+有毒 •银白色活泼金属,可以和水反应•密度比水大•强还原剂•可以在空气中燃 烧硼 B +3【BO33-】 大多数硼化合物如 H3BO3、 B2O3 等铝 Al +3【Al3+】【A102-】(偏铝酸根)大多数铝化合物如A12O3、NaA102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,可以和强酸、强碱反应•在浓硫酸、 浓硝酸中钝化•高温下有强还原性,铝热反应的原料铊 Tl +1 【 Tl+】 亚铊化合物如 TlCl 等 剧毒 •较软的银白色金属,和酸反应生成 亚铊化合物•剧毒+3 【 Tl3+】 三价铊化合物如 Tl2O3 等 剧毒;强氧化性镓 Ga铟 In +3【Ga3+、 In3+】 大多数镓、铟化合物中 •镓的熔点低于体温碳C +2 CO等 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•可以在纯氧中燃烧发出耀眼白光•同位素14C 用于考古+4【 CO32-】【HCO3-】等C02、CS2等其他 金属碳化物中碳显负价(如CaC2等);有机物一般不讨论碳的化合价 负价的碳化合物有还原性硅 Si +4【SiO32-】 硅酸盐如Na2SiO3、硅酸、SiF4、氟硅酸盐等 •半导体材料•用作电脑芯片•可以和碱反应放出氢气+3SiHCl3-4【 Si4-】某些硅化物如Mg2Si、Ca2Si等和水反应放出自燃性的硅烷锗 Ge+4 GeO2 等•半导体材料锡 Sn+4【Sn4+】 四价锡化合物如SnO2、SnCl-4等 可溶于过量强碱 •熔点较低,常用来制 备合金,如青铜(传统的青铜是铜锡合金)、焊锡等+2【Sn2+】 亚锡化合物如SnC12、SnSO4等有还原性;溶于过量强碱铅 Pb +4【Pb4+】 四价铅化合物如Pb(CH3COO)4、PbO2等;Pb3O4含有+2和+4价的铅。
有强氧化性 •铅和酸反应生成二价铅化合物,四价铅则难达到•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+2(主要)【 Pb2+】 二价铅化合物如 PbO、 PbCl2 等氮 N+5【NO3-】 硝酸及硝酸盐(如 KNO3)、 N2O5 等 硝酸根离子酸化后具有强氧化性 •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02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+4 NO2、 N2O4 等 易歧化+3【 NO2-】 亚硝酸及亚硝酸盐(如 NaNO2)、 N2O3 等 亚硝酸跟离子有致癌性+2 NO 等+1 N2O 等-3【NH4+】【N3-】氨气、铵盐(如NH4C1)、氮化物(如Na3N、Mg3N2等)NH3溶于酸;铵盐和 碱反应生成NH3;活泼金属氮化物和水反应放出NH3,生成碱其他 【 N3-】 叠氮化物(如 NaN3 等)磷 P +5 (主要)【 PO43-】【 HPO42-】【H2PO4-】等 磷酸及其盐(如 H3PO4、HP03、K3PO4、NaH2PO4 等)、P4O10、PC15、POC13等无显著氧化性 •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+3【PO33-】等 H3PO3、PC13 等+1次磷酸(H-3PO2)及其盐 有强还原性-3【P3-】磷化物(如K-3P等)砷As +5【AsO43-】等砷酸及其盐、As2O5 •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+3【AsO33-】等亚砷酸及其盐、As2O3-3 砷化物(如AsH3、K3As 等)活泼金属砷化物和水反应产生H3As其他 As4S4 等锑 Sb +5 【 SbO3-】【SbF6-】等SbF5、HSbF6、SbC15、锑酸盐等 SbF5或锑和氟构成的阴离子有极强的酸 性 •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+3 【Sb3+】 Sb2O3、 SbCl3 等-3 【 Sb3-】 锑化物等 和水反应铋Bi +5【BiO3-】 BiF5、NaBiO3等强氧化性 •低熔点•常用来制作合金•燃烧有蓝色火焰+3 【 Bi3+】 Bi(NO3)3、 Bi2O3 等 最常见价态氧 O -2【 O2-】【 OH-】【 】 氧化物如S02、CuO、I2O5等;氢氧化物如KOH等;大多数含氧酸及其盐如HC1O4、BaSO4等;…… 最常见的价态 •无色无味的气体,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•在氧气中高压放电能产生臭氧•液氧为淡蓝色液体,固态为 淡蓝色雪花状固体•绝大多数元素都存在氧的化合物•接近100%的纯氧能使人的呼吸停止-1【O22-】 过氧化物如 H2O2、 Na2O2 等 和水反应放出氧气+2 OF2 等 有极强氧化性;受热分解+0.5【O2+】二氧基盐(如 O2F2、O2PtF6、O2AsF-6 )等其他【O2-】【03-】等 超氧化物(如K02)、臭氧化物(如CsO3)、HOF (此处0价)等 强氧化性;超 氧化物、臭氧化物和水反应放出氧气硫 S +6 【 SO42-】【 S2O82-】【S2O72-】等 SO3、H2SO4、硫酸盐、过硫酸盐、焦硫酸盐、SF6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,研磨即可反应•能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+4【SO32-】等S02、亚硫酸盐等+2 SCl2 等-2【S2-】 硫化物(如 K2S、 H2S、 Cu2S、 HgS 等)、硫取代氧的化合物等 活泼金属硫化物 和酸反应产生H2S;某些金属的硫化物则很稳定;还原性其他【Sn2-】等 多硫化物(Na2S3、Na2S5等)、S2C12等硒Se +6【SeO42-】 SeO-3、硒酸盐等强氧化剂;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•在空气中燃烧有蓝色火焰+4【SeO32-】 SeO2、亚硒酸盐等 有毒-2 【 Se2-】 硒化物等 和酸反应产生 H2Se碲Te +6【TeO42-】等TeO3、碲酸盐等 •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•和硒一样,摄入非微量的化合 物会让人体散发恶臭+4【TeO32-】 TeO2、亚碲酸盐等+2 【 TeX42-】 二卤化碲、四卤碲酸盐等-2 【 Te2-】 碲化物等 和酸反应产生 H2Te其他【Ten2+】【Te64+】等Te8(WCl6)2、Te6(AsF6)4等 n=4~8,颜色随离子而异氟 F -1【 F-】【 HF2-】【SiF62-】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 可溶性氟化物有毒,直接接触可引起严重灼伤 •极毒的淡 黄绿色气体,有芥末气味,化学性质极其活泼•无正价•只有少数元素不能和氟直接化合• 用于制造含氟高分子材料、制造农药、制造人造血液、分离铀的同位素氯 Cl +7 【ClO4-】 高氯酸、高氯酸盐、 Cl2O7 等 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•化合价多、氧化物不稳定•有漂白性•易液化・ 可溶于水•用于有机合成,是重要的化工原料+5【 ClO3-】氯酸、氯酸盐等 强氧化剂+4ClO2 等+3【 ClO2-】亚氯酸、亚氯酸盐等+2ClO+1【 ClO-】次氯酸、次氯酸盐、 Cl2O 等 强氧化剂-1【Cl-】等氯化物等溴Br +7、+5、+4、+3、+1、-1见“氯Cl”(溴、碘+1价有BrX、IX等)溴酸盐有强 氧化性 •有毒的深红棕色重质液体,易挥发,有刺激性气味,化学性质活泼•溶于水、乙 醇、四氯化碳、苯等•用于消毒碘I +7、+5、+3、+1、-1见“氯Cl”(次碘酸及其盐常温不存在)碘化物有较强的还原 性 •深紫色固体,有毒,易升华,有刺激性气味•受热升华•用于消毒•溶于水、碘化物 溶液、乙醇、四氯化碳、苯等其他【13-】等 碘溶于碘化物溶液中产生:I2+I-=I3-使淀粉变蓝;有较强的还原性钛 Ti +4 【 Ti4+】【TiO32-】 钛酸盐、TiO2、四价钛化合物 •银白色金属,有很强的抗腐蚀能力,常温下化学性质稳定•高温下能在氧气、氮气中燃烧,分别生成TiO2和TiN•制作合金、用 作添加剂及颜料(TiO2)+3 【 Ti3+】 三价钛化合物+2 【 Ti2+】 二价钛化合物 和水或酸反应放出氢气钒 V +5。