老衲的鼻毛可是开过光的
范文一：试论氧元素的化合价
钟海民 ( 广西贺州学院 542800 )
摘要:人们通常认为，氧元素在HO、O、OF分子中的价数分别是-2价、0价、+2价。222
事实并非完全如此，在O分子中，氧不是0价，不是没有化合价。本文认为，氧原子生成2
单质和化合物时，不但有正、负价，还有中价;不但有+2价，还有+4价，甚至+6价。
关键词:一氧化氧，二氧化氧，中价，混合价，半极性键
3氧原子在生成HO或OF时，首先进行不等性sp杂化，得到四个不等性杂化轨道，即22
3231311两个(sp)和两个(sp)。其中的两个孤单电子(sp)杂化轨道若与氢原子的孤单电子(1s)基态
31轨道重叠时，形成两条H–O σ共价键;若与氟原子的孤单电子(sp)不等性杂化轨道重叠时，形成两条O–F σ共价键。根据元素电负性的大小，判断氧元素的化合价分别是-2和+2价。这是人所共知的事实。至于“O”分子则当别论。它俗称氧气，学名一氧化氧“OO”，是由2
两个氧原子“O”发生化学反应后结合(化合)而成的单质分子。近代量子力学计算和现代物质结构实验发现，O分子的结构式不是O O而是O O。 2
其键型如右图所示:
在化合成O(OO)分子时，每个氧原子都进行不等性sp轨道杂化，都得到两个不等性2x
211杂化轨道，即(sp)和 (sp)。它们都用孤单电子(sp)轨道以头碰头方式重叠进行电子配对，xxx
形成σ共价键。另外，每个氧原子还剩下没有参加杂化的两个基态2p轨道，其中一个氧原
2112子的(2p)和 (2p)与另一个氧原子的(2p)和 (2p)，以肩并肩方式重叠，形成两个三电子yzyz
33,П共价键，即和。这样，每个氧原子都提供4个价电子成键，所以化合价为四价，又,zy
因为同是氧元素，电负性相等，显示电中性，所以在O(即OO)分子中，氧元素的化合价2
是中四价，拟用 4价表示。具有中价的其它例子还有:在F分子中，氟的化合价是中一2
价，即 1价;在N中，氮是中三价， 3价;在金刚石和石墨分子中，碳是中四价， 42
价等。
[1]氧原子也能自身化合成O分子，它俗称臭氧，学名二氧化氧OO，结构式是: 32
2OO分子是V形结构，每个氧原子都进行杂化，都得到三个不等性杂化轨道，处于sp2xy
2221212222角顶的中心氧原子的杂化轨道是(sp)、(sp)、(sp)，角底的每个氧原子都是(sp)、(sp)、21(sp)。杂化轨道上的孤单电子进行配对，生成两条O–O σ共价键(组成两条角边)。另外，
2每个氧原子尚有一个没有参加杂化的基态2p轨道:角顶氧原子的是(2p);角底两原子的都zz
41，，,是(2p)。这三个基态2p轨道肩并肩重叠，生成一个大П键。由此可见: zz3
41. 角顶的中心氧原子使用四个价电子成键(两个生成σ键，两个生成键)，所以化,3合价是四价。
42. 角底的每个氧原子都是提供两个价电子成键(一个生成σ键，一个生成键)，所,3以化合价是两价。
43. 由于生成键时，角顶氧原子独自提供50%的电荷密度，比角底氧原子平均只提,3
供25%的电荷密度多，所以带正电荷，就用+4价表示，角底的两个氧原子都是负电荷，就用-2价表示。
由此可见，臭氧O分子(即二氧化氧OO分子)是极性分子，角顶氧原子是正端，角32
底氧原子是负端，这与实验事实相符。
氧原子还能和碳原子化合，生成一氧化碳分子CO。根据量子力学计算和结构测定，CO的结构式不是C O，而是C O。如下图:
21结构式C O指出，C与O化合时都进行不等性sp杂化，得到两个不等性(sp)和 (sp)xxx
1杂化轨道，它们的孤单电子(sp)杂化轨道头碰头重叠，生成σ共价键;另外，C和O各都x
1012尚有两个没有参加杂化的2p轨道——C是(2p)和(2p);O是(2p)和(2p)。这样C和O的yzyz
10两个孤单电子(2p)轨道肩并肩重叠生成П共价键。与此同时，C的空(2p)轨道和O的孤yyz
2对电子(2p)轨道肩并肩重叠生成П配价键。由量子化学计算结果知道，生成CO,CO,zz
键时，C从O得到的电荷密度很大，足够补偿在生成σ共价键和П共价键时损失给O的电y
荷密度的总和，并且有余。所以，C是极性分子CO的负端，O是正端。这与现代物质结构
[2]测定结果相符合。事实上，配价键兼具共价键和电价键的若干性质，可看成由一共AB,
,，价键和一电价键组成的混合双键。这样，配价键也可以用表示，称为半极性ABAB,
[3]–+键。所以CO分子的结构式C O可恰当地写成C O。它表明，氧原子的化学键总数有四条:一条σ共价键，一条П共价键，一条П共价键，一个正电价键。因为氧原子带yz
正电荷，所以是正四价，是混合价，亦用+4价表示。
++除上述O、O、CO外，还有NO、HO和络合水分子等，都有四价氧原子存在。 233
，6
最后，本文猜想，氧元素亦能生成正六价化合物，例如氟代氧酸钾()等。 KOOF3
我们知道，在元素周期表中，位于氧周围的一些主族元素如碳、氮、磷、硫、
氯等，其含氧酸的稳定性随其氧化数的升高而增大:
2，，5，3，534，，,,HCOHNOHPOHPOHNOHCO,,2233334223,， ,， , ,,亚碳酸亚磷酸磷酸碳酸亚硝酸硝酸,,
46，，，57，4，6，,,,HOOHOOHClOHClOHSOHSO,,2324342324,， ,， ,,亚氧酸 氧酸亚硫酸硫酸氯酸高氯酸,,
，2，4,,,,HCOHCO由此可以看出，亚碳酸如能生成也不及碳酸稳定;氧元,,,,2223,,,,
，4，6,,,,HOOHOO素如能生成亚氧酸和氧酸，那么，亚氧酸将不及氧酸稳定。 ,,,,2324,,,,
另外知道，盐类较其游离酸稳定;共价键的牢固性(键能)，O,S不及F,S大，O,O不及F,O大。
这就说明了，硫元素含氧酸(盐)稳定性的实验事实正好符合上述规律，如下图所示(箭头表示稳定性增大的方向):
，4，4
KSOFHSOF22 氟代亚硫酸氟代亚硫酸钾
，64，，6，4 HSOFKSOKSOFHSO323323
氟代硫酸亚硫酸钾氟代硫酸钾亚硫酸
66，， HSOKSO2424
硫酸硫酸钾
同理，氧元素如能生成含氧酸(盐)，其稳定性将如下图所示:
，4，4 KOOFHOOF22
氟代亚氧酸氟代亚氧酸钾
，4，4，6，6
HOOHOOFKOOKOOF232333
亚氧酸亚氧酸钾氟代氧酸氟代氧酸钾
上图表明，物质稳定性的大小是:亚氧酸最小，亚氧酸钾和氟代亚氧酸较大，氟代亚氧酸钾更大，而氟代氧酸钾则为最大。如果能从理论和实验事实上推断亚氧酸(钾)、氟代亚氧酸(钾)等能够生成和稳定地存在，那么氟代氧酸钾更可以生成和稳定地存在。
O，，OO如前所述，分子式俗称臭氧，学名二氧化氧，分子构型和键型与二32
，，氧化硫SO相同: 2
,,,, 22 SPS, SPO,
44,,33
HFSOHO所以具有类似的酸酐性质，能跟和分别化合生成酸: 22
?????????(1)
???????(2)
???????(3)
,,23,,,,3SPSPSPOOO ,OOH
4,OOFO3OF
2sp[4]23oos,p因为型杂化轨道的成键能力为，所以 具有生成 sp,sp,sp2
33spsp
与 的倾向。 HOOFKOOF22
由于键可被水解，所以氟代亚氧酸(钾)的生成反应需在非水溶剂中O,F
进行。如反应式(3)。
O据测定，于通常情况下，在100体积水中，能溶解45体积，O仅为332
O体积。由此可见，在水中的溶解能力(分子个数比)，是O的15倍。 32
,,5另据实验报导，臭氧在强碱溶液中的溶解度比在纯水中大，稳定性增加，半衰期随强碱浓度的增大而增长。
可以认为，上面两个实验事实可由平衡方程式(2)给出满意的解释，因而可以推断有亚氧酸(钾)生成，并能稳定地存在。
KHFOO由平衡方程式(3)可以推断，在溶解有的非水溶剂中，的溶解度22
KHF将较在纯的非水溶剂中大，稳定性增加，半衰期将随浓度的增大而增长。2
同时推断，氟代亚氧酸(钾)可以生成，且比亚氧酸(钾)还要稳定。最稳定
KOOF3的氟代氧酸钾()更可以生成和稳定地存在。
*,,KOOF根据理论推断氟代氧酸钾的分子结构式将会是: ,,3,,
,，,，OKOK
33 或记作 SPSPOO，
，— OO
—OFOF
,33OSPSP中心氧原子()进行不等性轨道杂化，生成四个不等性杂化轨道。
2033其中的两个杂化轨道()各有一孤对电子，分别跟两个配位氧原子的()空SPSP
,1，,3杂化轨道形成配价键(或记作)。余下的另两个杂化轨道()各O,OO—OSP
13，，的()杂化轨道的一孤单电子形有一孤单电子，分别跟另两个配位原子O,FSP
,
成共价键。中心氧原子()总共使用六个价电子成键(四个共价健，两个正O
电价健)，显示正六价(即 +6 价)，为畸变四面体构型。
元素周期律是自然科学的基本定律之一，它明确地指出，氧元素可以生成正六价的化合物。这一科学预言至今仍为理论空白。如能合成氟代氧酸钾，，KOOF即可验证元素周期律这一科学预言，填补国内外化学界一百多年来这项3
理论空白。氟代氧酸钾也将在教学科研和生产建设中为人类作出贡献。
作者诚请国内外有兴趣的实验家进行制取。
附言:“氟代氧酸钾”猜想现在尚属纸上谈兵，尚处理论研究阶段。大家知道，数学中的哥德巴赫猜想、物理学中爱因斯坦的相对论、李政道和杨振宁的宇称不守恒定律等，开始时也是先有理论猜测、先有纸上谈兵，若干年月以后才被他人实验证明。“氟代氧酸钾”现在祈望有哪位实验家验证其是否正确。
参考资料
[1]王箴，《化学汇解》.165页.商务印书馆。
[2]苏显云等，大学化学. 1989年第五期，54页。
[3]张式之编译，《现代化学键理论浅说》，34、88页，江苏人民出版社。
[4]徐光宪，《物质结构》，309页，人民教育出版社。
[5]《化学通报》，1964,12,，62页。
范文二：试论氧元素的化合价
试论氧元素的化合价
摘要:人们通常认为，氧元素在HO、O、OF分子中的价数分别是-2价、0价、+2价。222
事实并非完全如此，在O分子中，氧不是0价，不是没有化合价。本文认为，氧原子生成2
单质和化合物时，不但有正、负价，还有中价;不但有+2价，还有+4价，甚至+6价。
关键词:一氧化氧，二氧化氧，中价，混合价，半极性键
3氧原子在生成HO或OF时，首先进行不等性sp杂化，得到四个不等性杂化轨道，即22
3231311两个(sp)和两个(sp)。其中的两个孤单电子(sp)杂化轨道若与氢原子的孤单电子(1s)基态
31轨道重叠时，形成两条H–O σ共价键;若与氟原子的孤单电子(sp)不等性杂化轨道重叠时，形成两条O–F σ共价键。根据元素电负性的大小，判断氧元素的化合价分别是-2和+2价。这是人所共知的事实。至于“O”分子则当别论。它俗称氧气，学名一氧化氧“OO”，是由2
两个氧原子“O”发生化学反应后结合(化合)而成的单质分子。近代量子力学计算和现代物质结构实验发现，O分子的结构式不是O O而是O O。 2
其键型如右图所示:
在化合成O(OO)分子时，每个氧原子都进行不等性sp轨道杂化，都得到两个不等性2x
211杂化轨道，即(sp)和 (sp)。它们都用孤单电子(sp)轨道以头碰头方式重叠进行电子配对，xxx
形成σ共价键。另外，每个氧原子还剩下没有参加杂化的两个基态2p轨道，其中一个氧原
2112子的(2p)和 (2p)与另一个氧原子的(2p)和 (2p)，以肩并肩方式重叠，形成两个三电子yzyz
33,П共价键，即和,。这样，每个氧原子都提供4个价电子成键，所以化合价为四价，又yz
因为同是氧元素，电负性相等，显示电中性，所以在O(即OO)分子中，氧元素的化合价2
是中四价，拟用 4价表示。具有中价的其它例子还有:在F分子中，氟的化合价是中一? 2
价，即 1价;在N中，氮是中三价， 3价;在金刚石和石墨分子中，碳是中四价， 42? ? ? 价等。
[1]氧原子也能自身化合成O分子，它俗称臭氧，学名二氧化氧OO，结构式是: 32
2spOO分子是V形结构，每个氧原子都进行杂化，都得到三个不等性杂化轨道，处于2xy
2221212222角顶的中心氧原子的杂化轨道是(sp)、(sp)、(sp)，角底的每个氧原子都是(sp)、(sp)、21(sp)。杂化轨道上的孤单电子进行配对，生成两条O–O σ共价键(组成两条角边)。另外，
2每个氧原子尚有一个没有参加杂化的基态2p轨道:角顶氧原子的是(2p);角底两原子的都zz
14，，,是(2p)。这三个基态2p轨道肩并肩重叠，生成一个大П键。由此可见: zz3
4,1. 角顶的中心氧原子使用四个价电子成键(两个生成σ键，两个生成键)，所以化3合价是四价。
4,2. 角底的每个氧原子都是提供两个价电子成键(一个生成σ键，一个生成键)，所3以化合价是两价。
4,3. 由于生成键时，角顶氧原子独自提供50%的电荷密度，比角底氧原子平均只提3
供25%的电荷密度多，所以带正电荷，就用+4价表示，角底的两个氧原子都是负电荷，就用-2价表示。
由此可见，臭氧O分子(即二氧化氧OO分子)是极性分子，角顶氧原子是正端，角32
底氧原子是负端，这与实验事实相符。
氧原子还能和碳原子化合，生成一氧化碳分子CO。根据量子力学计算和结构测定，CO的结构式不是C O，而是C O。如下图:
21结构式C O指出，C与O化合时都进行不等性sp杂化，得到两个不等性(sp)和 (sp)xxx
1杂化轨道，它们的孤单电子(sp)杂化轨道头碰头重叠，生成σ共价键;另外，C和O各都x
1012尚有两个没有参加杂化的2p轨道——C是(2p)和(2p);O是(2p)和(2p)。这样C和O的yzyz
10两个孤单电子(2p)轨道肩并肩重叠生成П共价键。与此同时，C的空(2p)轨道和O的孤yyz
2CO,CO,对电子(2p)轨道肩并肩重叠生成П配价键。由量子化学计算结果知道，生成zz
键时，C从O得到的电荷密度很大，足够补偿在生成σ共价键和П共价键时损失给O的电y
荷密度的总和，并且有余。所以，C是极性分子CO的负端，O是正端。这与现代物质结构
[2]AB,测定结果相符合。事实上，配价键兼具共价键和电价键的若干性质，可看成由一共
,，ABAB,价键和一电价键组成的混合双键。这样，配价键也可以用表示，称为半极性[3]–+键。所以CO分子的结构式C O可恰当地写成C O。它表明，氧原子的化学键总数有四条:一条σ共价键，一条П共价键，一条П共价键，一个正电价键。因为氧原子带yz
正电荷，所以是正四价，是混合价，亦用+4价表示。
++除上述O、O、CO外，还有NO、HO和络合水分子等，都有四价氧原子存在。 233
，6
KOOF最后，本文猜想，氧元素亦能生成正六价化合物，例如氟代氧酸钾()等。 3
我们知道，在元素周期表中，位于氧周围的一些主族元素如碳、氮、磷、硫、氯等，其含氧酸的稳定性随其氧化数的升高而增大:
，23，，，，55，34,,HCOHNOHPOHPOHCOHNO,,2233334223,， ,， , ,,亚碳酸亚磷酸磷酸碳酸亚硝酸硝酸,,
，，46，，57，，46,,HOO,HOOHClOHClOHSOHSO,,2324342324,， ,， ,,亚氧酸 氧酸硫酸高氯酸亚硫酸氯酸,,
，2，4,,,,由此可以看出，亚碳酸如能生成也不及碳酸稳定;氧元HCOHCO,,,,2223,,,,
，4，6,,,,素如能生成亚氧酸和氧酸，那么，亚氧酸将不及氧酸稳定。 HOOHOO,,,,2324,,,,
另外知道，盐类较其游离酸稳定;共价键的牢固性(键能)，O,S不及F,S大，O,O不及F,O大。
这就说明了，硫元素含氧酸(盐)稳定性的实验事实正好符合上述规律，如下图所示(箭头表示稳定性增大的方向):
，4，4
HSOFKSOF22 氟代亚硫酸氟代亚硫酸钾
，6，44，6， KSOHSOFKSOFHSO323323
氟代硫酸亚硫酸钾氟代硫酸钾亚硫酸
6，，6 HSOKSO2424
硫酸硫酸钾
同理，氧元素如能生成含氧酸(盐)，其稳定性将如下图所示:
，4，4 HOOFKOOF22
氟代亚氧酸氟代亚氧酸钾
，4，4，6，6
HOOKOOHOOFKOOF232333 亚氧酸亚氧酸钾氟代氧酸氟代氧酸钾
6，，6 HOOKOO2424
氧酸氧酸钾
上图表明，物质稳定性的大小是:亚氧酸最小，亚氧酸钾和氟代亚氧酸较大，氟代亚氧酸钾更大，而氟代氧酸钾则为最大。如果能从理论和实验事实上推断亚氧酸(钾)、氟代亚氧酸(钾)等能够生成和稳定地存在，那么氟代氧酸钾更可以生成和稳定地存在。
如前所述，分子式O俗称臭氧，学名二氧化氧，分子构型和键型与二，，OO32
氧化硫相同: ，，SO2
,,,, 22 SPS, SPO,
44,,33
HF所以具有类似的酸酐性质，能跟和分别化合生成酸: SOHO22
?????????(1)
???????(2)
???????(3)
,,32,,,,3SPSPSPOOO ,OOH
4 ,OOF3OOF2sp[4]23oos,p因为型杂化轨道的成键能力为，所以 具有生成 sp,sp,sp2
33spsp
与 的倾向。 HOOFKOOF22
O,F由于键可被水解，所以氟代亚氧酸(钾)的生成反应需在非水溶剂中进行。如反应式(3)。
据测定，于通常情况下，在100体积水中，能溶解45体积，仅为3OO32体积。由此可见，在水中的溶解能力(分子个数比)，是的15倍。 OO32
,,5另据实验报导，臭氧在强碱溶液中的溶解度比在纯水中大，稳定性增加，半衰期随强碱浓度的增大而增长。
可以认为，上面两个实验事实可由平衡方程式(2)给出满意的解释，因而可以推断有亚氧酸(钾)生成，并能稳定地存在。
由平衡方程式(3)可以推断，在溶解有的非水溶剂中，的溶解度KHFOO22将较在纯的非水溶剂中大，稳定性增加，半衰期将随浓度的增大而增长。KHF2
同时推断，氟代亚氧酸(钾)可以生成，且比亚氧酸(钾)还要稳定。最稳定
KOOF3氟代氧酸钾()更可以生成和稳定地存在。 的
*,,根据理论推断氟代氧酸钾的分子结构式将会是: KOOF,,3,,
,，,，OKOK
33 或记作 SPSPOO，
，—O O
—OFOF
,33OSPSP中心氧原子()进行不等性轨道杂化，生成四个不等性杂化轨道。
2033其中的两个杂化轨道()各有一孤对电子，分别跟两个配位氧原子的()空SPSP
,1，,3杂化轨道形成配价键(或记作)。余下的另两个杂化轨道()各O,OO—OSP
13有一孤单电子，分别跟另两个配位原子，，的()杂化轨道的一孤单电子形O,FSP
,
成共价键。中心氧原子()总共使用六个价电子成键(四个共价健，两个正O
电价健)，显示正六价(即 +6 价)，为畸变四面体构型。
元素周期律是自然科学的基本定律之一，它明确地指出，氧元素可以生成正六价的化合物。这一科学预言至今仍为理论空白。如能合成氟代氧酸钾，，即可验证元素周期律这一科学预言，填补国内外化学界一百多年来这项KOOF3
理论空白。氟代氧酸钾也将在教学科研和生产建设中为人类作出贡献。
作者诚请国内外有兴趣的实验家进行制取。
附言:“氟代氧酸钾”猜想现在尚属纸上谈兵，尚处理论研究阶段。大家知道，数学中的哥德巴赫猜想、物理学中爱因斯坦的相对论、李政道和杨振宁的宇称不守恒定律等，开始时也是先有理论猜测、先有纸上谈兵，若干年月以后才被他人实验证明。“氟代氧酸钾”现在祈望有哪位实验家验证其是否正确。
参考资料
[1]王箴，《化学汇解》.165页.商务印书馆。
[2]苏显云等，大学化学. 1989年第五期，54页。
[3]张式之编译，《现代化学键理论浅说》，34、88页，江苏人民出版社。 [4]徐光宪，《物质结构》，309页，人民教育出版社。 [5]《化学通报》，1964,12,，62页。
范文三：论文资料：试论氧元素的化合价
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钟海民 ( 广西贺州学院 542800 )
摘要:人们通常认为，氧元素在HO、O、OF分子中的价数分别是-2价、0价、+2价。222
事实并非完全如此，在O分子中，氧不是0价，不是没有化合价。本文认为，氧原子生成2
单质和化合物时，不但有正、负价，还有中价;不但有+2价，还有+4价，甚至+6价。
关键词:一氧化氧，二氧化氧，中价，混合价，半极性键
3氧原子在生成HO或OF时，首先进行不等性sp杂化，得到四个不等性杂化轨道，即22
3231311两个(sp)和两个(sp)。其中的两个孤单电子(sp)杂化轨道若与氢原子的孤单电子(1s)基态
31轨道重叠时，形成两条H–O σ共价键;若与氟原子的孤单电子(sp)不等性杂化轨道重叠时，形成两条O–F σ共价键。根据元素电负性的大小，判断氧元素的化合价分别是-2和+2价。这是人所共知的事实。至于“O”分子则当别论。它俗称氧气，学名一氧化氧“OO”，是由2
两个氧原子“O”发生化学反应后结合(化合)而成的单质分子。近代量子力学计算和现代物质结构实验发现，O分子的结构式不是O O而是O O。 2
其键型如右图所示:
在化合成O(OO)分子时，每个氧原子都进行不等性sp轨道杂化，都得到两个不等性2x
211杂化轨道，即(sp)和 (sp)。它们都用孤单电子(sp)轨道以头碰头方式重叠进行电子配对，xxx
形成σ共价键。另外，每个氧原子还剩下没有参加杂化的两个基态2p轨道，其中一个氧原
2112子的(2p)和 (2p)与另一个氧原子的(2p)和 (2p)，以肩并肩方式重叠，形成两个三电子yzyz
33,П共价键，即和。这样，每个氧原子都提供4个价电子成键，所以化合价为四价，又,yz
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是中四价，拟用 4价表示。具有中价的其它例子还有:在F分子中，氟的化合价是中一2
价，即 1价;在N中，氮是中三价， 3价;在金刚石和石墨分子中，碳是中四价， 42
价等。
[1]氧原子也能自身化合成O分子，它俗称臭氧，学名二氧化氧OO，结构式是: 32
2spOO分子是V形结构，每个氧原子都进行杂化，都得到三个不等性杂化轨道，处于2xy
2221212222角顶的中心氧原子的杂化轨道是(sp)、(sp)、(sp)，角底的每个氧原子都是(sp)、(sp)、21(sp)。杂化轨道上的孤单电子进行配对，生成两条O–O σ共价键(组成两条角边)。另外，
2每个氧原子尚有一个没有参加杂化的基态2p轨道:角顶氧原子的是(2p);角底两原子的都zz
14是(2p)。这三个基态2p轨道肩并肩重叠，生成一个大П键。由此可见: ，，,zz3
41. 角顶的中心氧原子使用四个价电子成键(两个生成σ键，两个生成键)，所以化,3合价是四价。
42. 角底的每个氧原子都是提供两个价电子成键(一个生成σ键，一个生成,键)，所3以化合价是两价。
43. 由于生成,键时，角顶氧原子独自提供50%的电荷密度，比角底氧原子平均只提3
供25%的电荷密度多，所以带正电荷，就用+4价表示，角底的两个氧原子都是负电荷，就用
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由此可见，臭氧O分子(即二氧化氧OO分子)是极性分子，角顶氧原子是正端，角32
底氧原子是负端，这与实验事实相符。
氧原子还能和碳原子化合，生成一氧化碳分子CO。根据量子力学计算和结构测定，CO的结构式不是C O，而是C O。如下图:
21结构式C O指出，C与O化合时都进行不等性sp杂化，得到两个不等性(sp)和 (sp)xxx
1杂化轨道，它们的孤单电子(sp)杂化轨道头碰头重叠，生成σ共价键;另外，C和O各都x
1012尚有两个没有参加杂化的2p轨道——C是(2p)和(2p);O是(2p)和(2p)。这样C和O的yzyz
10两个孤单电子(2p)轨道肩并肩重叠生成П共价键。与此同时，C的空(2p)轨道和O的孤yyz
2CO,CO,对电子(2p)轨道肩并肩重叠生成П配价键。由量子化学计算结果知道，生成zz
键时，C从O得到的电荷密度很大，足够补偿在生成σ共价键和П共价键时损失给O的电y
荷密度的总和，并且有余。所以，C是极性分子CO的负端，O是正端。这与现代物质结构
[2]AB,测定结果相符合。事实上，配价键兼具共价键和电价键的若干性质，可看成由一共
,，AB,AB价键和一电价键组成的混合双键。这样，配价键也可以用表示，称为半极性[3]–+键。所以CO分子的结构式C O可恰当地写成C O。它表明，氧原子的化学键总数有四条:一条σ共价键，一条П共价键，一条П共价键，一个正电价键。因为氧原子带yz
正电荷，所以是正四价，是混合价，亦用+4价表示。
++除上述O、O、CO外，还有NO、HO和络合水分子等，都有四价氧原子存在。 233
，6
KOOF最后，本文猜想，氧元素亦能生成正六价化合物，例如氟代氧酸钾()等。3
我们知道，在元素周期表中，位于氧周围的一些主族元素如碳、氮、磷、硫、
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精品文档 免费阅读 免费分享 如需请下载～ 氯等，其含氧酸的稳定性随其氧化数的升高而增大:
，255，，，4，，33,,HCOHNOHPOHPOHNOHCO,,2233334223,， ,， , ,,亚碳酸亚磷酸磷酸碳酸亚硝酸硝酸,,
，4，65，7，6，，4,,,HOOHOOHClOHClOHSOHSO,,2324342324,， ,， ,,亚氧酸 氧酸亚硫酸硫酸氯酸高氯酸,,
，2，4,,,,由此可以看出，亚碳酸如能生成也不及碳酸稳定;氧元HCOHCO,,,,2223,,,,
，4，6,,,,素如能生成亚氧酸和氧酸，那么，亚氧酸将不及氧酸稳定。HOOHOO,,,,2324,,,,
另外知道，盐类较其游离酸稳定;共价键的牢固性(键能)，O,S不及F,S大，O,O不及F,O大。
这就说明了，硫元素含氧酸(盐)稳定性的实验事实正好符合上述规律，如下图所示(箭头表示稳定性增大的方向):
，4，4 KSOFHSOF22
氟代亚硫酸氟代亚硫酸钾
，6，6，，44 HSOFKSOFHSOKSO332323
氟代硫酸氟代硫酸钾亚硫酸亚硫酸钾
同理，氧元素如能生成含氧酸(盐)，其稳定性将如下图所示:
，4，46，，6 KOOFHOOFHSOKSO222424 氟代亚氧酸氟代亚氧酸钾硫酸硫酸钾
4，，4，6，6 HOOKOOHOOFKOOF232333
亚氧酸亚氧酸钾氟代氧酸氟代氧酸钾上图表明，物质稳定性的大小是:亚氧酸最小，亚氧酸钾和氟代亚氧酸较 大，氟代亚氧酸钾更大，而氟代氧酸钾则为最大。如果能从理论和实验事实上
6，，6请下载～ HOOKOO2424
氧酸氧酸钾
精品文档 免费阅读 免费分享 如需请下载～ 推断亚氧酸(钾)、氟代亚氧酸(钾)等能够生成和稳定地存在，那么氟代氧酸钾更可以生成和稳定地存在。
如前所述，分子式俗称臭氧，学名二氧化氧，分子构型和键型与二O，，OO32
氧化硫相同: ，，SO2
,,,,22 SPS, SPO,
44,,33
所以具有类似的酸酐性质，能跟和HF分别化合生成酸: SOHO22
?????????(1)
???????(2)
???????(3)
,,32,,,,3SPSP SPOOO2,sp[4]23OOHoos,p因为型杂化轨道的成键能力为，所以 具有生成 sp,sp,sp2433,OOspspF3OOF与 的倾向。 HOOFKOOF22
O,F由于键可被水解，所以氟代亚氧酸(钾)的生成反应需在非水溶剂中进行。如反应式(3)。
O据测定，于通常情况下，在100体积水中，能溶解45体积，O仅为332
OO体积。由此可见，在水中的溶解能力(分子个数比)，是的15倍。 32
,,5另据实验报导，臭氧在强碱溶液中的溶解度比在纯水中大，稳定性增加，半衰期随强碱浓度的增大而增长。
可以认为，上面两个实验事实可由平衡方程式(2)给出满意的解释，因而
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精品文档 免费阅读 免费分享 如需请下载～ 可以推断有亚氧酸(钾)生成，并能稳定地存在。
由平衡方程式(3)可以推断，在溶解有的非水溶剂中，的溶解度KHFOO22将较在纯的非水溶剂中大，稳定性增加，半衰期将随浓度的增大而增长。KHF2
同时推断，氟代亚氧酸(钾)可以生成，且比亚氧酸(钾)还要稳定。最稳定
KOOF3的氟代氧酸钾()更可以生成和稳定地存在。
*,,根据理论推断氟代氧酸钾的分子结构式将会是: KOOF,,3,,
,，OK,，OK
或记作 3 SPO3SPO， —，OO O—FOF
,33OSPSP中心氧原子()进行不等性轨道杂化，生成四个不等性杂化轨道。
2033SPSP其中的两个杂化轨道()各有一孤对电子，分别跟两个配位氧原子的()空
,1，,3O,OO—OSP杂化轨道形成配价键(或记作)。余下的另两个杂化轨道()各
13SP有一孤单电子，分别跟另两个配位原子的()杂化轨道的一孤单电子形，，O,F
,
O成共价键。中心氧原子()总共使用六个价电子成键(四个共价健，两个正电价健)，显示正六价(即 +6 价)，为畸变四面体构型。
元素周期律是自然科学的基本定律之一，它明确地指出，氧元素可以生成正六价的化合物。这一科学预言至今仍为理论空白。如能合成氟代氧酸钾，，KOOF即可验证元素周期律这一科学预言，填补国内外化学界一百多年来这项3
理论空白。氟代氧酸钾也将在教学科研和生产建设中为人类作出贡献。
作者诚请国内外有兴趣的实验家进行制取。
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附言:“氟代氧酸钾”猜想现在尚属纸上谈兵，尚处理论研究阶段。大家知道，数学中的哥德巴赫猜想、物理学中爱因斯坦的相对论、李政道和杨振宁的宇称不守恒定律等，开始时也是先有理论猜测、先有纸上谈兵，若干年月以后才被他人实验证明。“氟代氧酸钾”现在祈望有哪位实验家验证其是否正确。
参考资料
[1]王箴，《化学汇解》.165页.商务印书馆。
[2]苏显云等，大学化学. 1989年第五期，54页。
[3]张式之编译，《现代化学键理论浅说》，34、88页，江苏人民出版社。
[4]徐光宪，《物质结构》，309页，人民教育出版社。
[5]《化学通报》，1964,12,，62页。
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范文四：化合价的应用
《化学》 导学案
九年科 目 化学 年 级 设计者 金弟堂 上课日期 级
元素化合价的应用 课 题
根据物质的化学式判断元素的化合价、根据化合价书写物质的化学式 学习重点
根据物质的化学式判断元素的化合价、根据化合价书写物质的化学式 学习难点
学 习 程 序
回顾反馈
常见元素化合价口诀
自学合作
板块一 根据物质的化学式判断元素的化合价
例1:已知氯酸钾,KClO,中钾元素为+1价～氧元素为-23
价～试求出氯元素的化合价。
,2?，1
OKCl3
一个氯酸钾分子中有三个氧原子 ?
,+1,+ +3×,-2,= 0 ?在这个等式中“+1”表示钾
元素为+1价;“—2”表示氧解:若氯元素化合价为n～根据上述等式～
元素为 —2价，特别要注意可以列出方程:
的是“—2”还应该乘以氧原
解之得:n = 子的个数“3”。 ?答:
板块二 根据化合价书写物质的化学式
例2:已知磷为+5价～氧为 —2价～写出磷这种化合物的化学式。
1、最小公倍数法:
最小公倍数为: × =
P的原子个数为: ? = 用最小公倍数除以P元素
O的原子个数为: ? = 的化合价的绝对值“5”就得到
检验: 得到了P原子的个数
则该化合物的化学式为
—2，5
解:可以知道: PO
2、十字交叉法:
—2，5
解:可以知道: PO
+5 —2 化简,除以它们的最大公因 ??
数,后十字交叉
P O
则该化合物的化学式为 。
化学式的简单书写和读法
1、每种物质的组成是固定不变的，所以每种物质的化学式只有 个。
2、物质的组成是通过实验测定的，因此化学式的书写必须依据 。
3、化学式的书写分单质化学式书写和化合物化学式书写
(1)单质化学式书写(读“某”或“某气”)
? 物质，用元素符号表示。例如:硫 磷 氦气 ; ?双原子分子或多原子分子构成的单质，用 表示。例如: (2)化合物化学式书写(读写顺序相反)
两种元素:读“(几)某化(几)某”?写出元素符号并排列元素:金属元素写在
边，非金属元素写在 边。当两种都是非金属元素时，氧元素写在 边。 ?写各元素的原子个数比:各元素的原子个数比用小数字写在元素符号的 。当某组成元素的原子个数比是1时，“1”可以 。例如:硫化锌 ，
1三种元素:?某酸(氢、氧元素不读):硫酸HSO、硝酸 、碳酸 、 24
2?氢氧化某:氢氧化钙Ca(OH)、氢氧化钠 、氢氧化铝 2
3?某酸某:锰酸钾KMnO、氯酸钾 、碳酸钠 、硫酸铜 24
经典示范区:
21、人体吸入的O有2%转化为活性氧，它加速人体衰老，被称为夺命杀手。我们科学家
3322尝试用NaSeO清除人体内的活性氧， NaSeO中Se(硒元素)元素的化合价是( ) A、+2 B、+4 C、+6 D、—2
2、X、Y两种元素的化合价分别为+4、-2价，则这两种元素所组成的化合物的化学式可
2222能为( )A、YZ B、ZY C、YZ D、ZY
3、A元素原子最外层有6个电子，B元素原子最外层有2个电子，则A，B两种元素构成
32的化合物的化学式为( )A、AB B、AB C、BA D、BA 展示提升
小结
范文五：化合价的应用
度百特教育(do better, be best) 13866651114 古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。 —— 苏轼
化合价的应用
一、化合价在化学式中的应用
(根据化合价书写化学式 1
例如:在化合物中，己知铝显，3价，氧显,2价，则其化学式为AlO。 232(根据化合价判断复杂化合物的具体组成
规则:在化学式中正负化合价的代数和为0。
二、化合价在氧化还原反应中的应用
1(依据元素所显化合价判断其氧化性、还原性
规则:某元素若处于最高价时，则只表现氧化性;若处于最低价时，则只表现还原性;若处于中间价态时，则既有氧化性又有还原性。
3+2-2+3+2-例如:Fe、S、Pb三种离子中，只表现氧化性的是Fe，只表现还原性的是S，既
2+可以表现氧化性又可以表现还原性的是Pb。
2(依据同种元素在反应前后化合价的升降判断氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物
规则:反应后元素化合价升高了的反应物为还原剂，对应产物为氧化产物;反应后元素化合价降低了的反应物为氧化剂，对应产物为还原产物。
,例: HCuOCuHO，，22
氢元素的化合价从H中的O价升高到HO中，1价，故H为还原剂，在反应中还原222
剂被氧化，HO为氧化产物。 2
铜元素从CuO中，2价降低到Cu中的0价，故CuO为氧化剂。在反应中氧化剂被还原，Cu为还原产物。
3(依反应前后化合价的变化确定反应过程中转移的电子数
规则:反应中转移的电子数,升高总价数,降低总价数
例如:Zn，2HCl,ZnCl，H?反应中每1个Zn原子反应中失去的电子数为2，等于22
Zn的化合价升高(2,0);2个氢原子共得到2个电子，等于其化合价降低总数2|(0,1)|。 4(依反应后化合价升降相等配平氧化还原反应方程式
规则:反应前后化合价升降相等。
例如:Fe，HNO,Fe(NO)，NO?，HO 3322
度百特教育(do better, be best) 13866651114 古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。 —— 苏轼
由Fe?Fe(NO)铁元素的化合价升高了2价，由HNO?NO氮元素的化合价降低了3价，323
依化合价升降相等，升高的总价数,降低总价数,6价，所以Fe(NO)中Fe的前面配系数32
66为,3。NO的前面配系数,2。再依质量守恒配平其他原子得:3Fe，8HNO,3Fe(NO)33223
，2NO?，4HO。 2
三、依阴、阳离子的化合价确定其离子所携带的电荷数
规则:离子所带的电荷,该离子所显示的化合价
2,3+SO如SO显,2价，故其离子为，FeCl中铁显，3价，故铁离子为Fe等。 434
四、化合价在化学计算中的应用
化合价为n的某元素R的硝酸盐的相对分子质量为x，其氧化物的相对分子质量为y，则n的值是( )
xy,yx,2xy,2yx,A( B( C( D( 1081085454
解析:在计算中若用到未知的或用字母表示的化合价时，一般要分情况讨论。R元素其
RO硝酸盐的化学式为R(NO)，而氧化物的化学式要分n为奇数时的RO和为偶数时的3n2n(/)n2
xRn,，62xRn,，62,,两种情况讨论，分别列出方程组为 或,,yRn,，216yRn,，8,,
解得A、C
