1.3.9 氧化态

•  思考1：观察由以下离子构成的化合物的化学式，尤其是下标。

• Na⁺，Mg²⁺，Al³⁺，Cl^-，Br^-，O^2-，SO₄^2-

• NaCl    MgCl₂    AlCl₃

• NaBr    MgBr₂    AlBr₃

• Na₂O    MgO    Al₂O₃

• Na₂SO₄    MgSO₄    Al₂(SO₄)₃

• 请尝试总结出一些关于各离子数量比的规律出来。

为了使得宏观物质呈电中性（即不带电荷），在离子化合物（以及离子性很强的分子化合物）中，各离子的电荷总量相加应该等于0。

比如，NaOH由Na⁺和OH^-构成，由于1个Na⁺带有1个正电荷，1个OH^-带有1个负电荷，所以Na⁺的个数和OH^-的个数比应该为1:1。

• 思考2：骨骼中广泛存在的磷酸钙由PO₄^3-（磷酸根离子）和Ca²⁺（钙离子）构成，请问磷酸钙中，这两种离子的比例应该是多少？磷酸钙的化学式应该是什么？

• 思考3：证明由离子构成的物质一定是化合物而不是单质，读者可能需要用到共价键，离子键，电负性的知识。

Na在形成Na⁺时，失去了1个电子，我们称这一过程为氧化态升高的过程。钠的氧化态从0变成了+1。Cl在形成Cl^-时，得到了1个电子，我们称这一过程为氧化态降低的过程。氯的氧化态从0变成了-1。

• 注：还请注意，正如之前已经提到过的，没有绝对纯粹的离子。即NaCl中，Na并没有绝对完全地给出电子，而这个电子也没有绝对完全属于Cl。

• 注：国内的初中高中会用“化合价”一词指代这里的“氧化态”

• 思考4：NaBr的各元素的氧化态是多少？MgO呢？

元素的最常见的氧化态与其族数有关。第1族的元素H，Li，Na，K...的最常见氧化态为+1（即不论这些元素与哪种其他元素形成哪种化合物，它们的氧化态大概率为+1）；第2族的元素Be，Mg，Ca...的最常见氧化态为+2；第17族的元素F，Cl，Br，I的最常见氧化态为-1。

此外，一些元素拥有不止一种氧化态，以铁为例。铁有2种常见的离子：Fe³⁺铁离子和Fe²⁺亚铁离子。下图总结了各元素的氧化态和常见氧化态，笔者建议读者把常见元素（H，C，N，O，F，Na，Mg，Al，P，S，Cl，K，Ca，Cr，Mn，Fe，Cu，Zn，Br，Ag，I，Hg，Pb）的常见氧化态花3分钟熟悉一下。图片来源

• 思考5：为什么Ca元素的常见氧化态是+2？或者说，Ca²⁺相比于Ca⁺与Ca³⁺为什么更稳定？读者可能需要考虑Ca原子的核外电子排布。

对本节内容有贡献的科学家包括：

维勒：提出了氧化态的概念