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中学阶段常见元素化合价表(竞赛专用)


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。 元素 常见化合价 例子 该化合价的 【主要离子】 性质 氢 H +1(主要) 【H+】 -1 【H-】 锂 Li +1 【Li 】
+

元素及单质的其他性 质

●有三种同位素:1H、 2 H(或 D)、3H(或 T)●单 质

有还原性●可燃●密 在活泼金属氢化物中 有强还原性, 度最小的气体●无色无 及其衍生物, 如 NaH、 可 以 和 水 反 味 KH、CaH2、KBH4 等 应放出 H2 在大多数化合物中, 如 HCl、 H2O、 NaHCO3、 NH3 等 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 ●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 ●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 ●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

钠 Na

+1 【Na 】
+

钠 化 合 物 如 NaCl 、 Na2O2 等

焰色为黄色

钾 K

+1 【K+】

钾化合物如 KCl、 KNO3 等

焰色为紫色 (混有 Na+时 会为黄色, 透 过蓝色钴玻 璃才能看到 紫色)

铷 Rb 铯 Cs

+1 【Rb+】 【Cs+】

铷、 铯化合物如 RbCl、 铷 的 焰 色 为 CsCl 等 浅紫色, 铯的 焰色为天蓝 色 镁化合物如 MgCl2、 MgSO4 等

镁 Mg

+2 【Mg2+】

剂●军事上用作照明弹 钙 Ca +2 【Ca2+】 钙化合物如 CaCl2 、 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 ●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

锶 Sr 钡 Ba

+2 【Sr2+】 【Ba2+】 +3 【BO33-】 +3 【Al 】 【AlO2-】(偏铝 酸根)
3+

锶、 钡化合物如 SrCl2、 锶 的 焰 色 为 BaSO4 等 深红色, 钡的 焰色为黄绿 色;Ba2+有毒 大多数硼化合物如 H3BO3、B2O3 等 大多数铝化合物如 Al2O3、NaAlO2 等

硼 B 铝 Al

●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 剧毒 剧毒; 强氧化 性 ●较软的银白色金属, 和酸反应生成亚铊化合 物●剧毒 ●镓的熔点低于体温 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 ●半导体材料●用作电 脑芯片●可以和碱反应 放出氢气

铊 Tl

+1 【Tl+】 +3 【Tl 】
3+

亚铊化合物如 TlCl 等 三价铊化合物如 Tl2O3 等 大多数镓、铟化合物 中 CO 等 CO2、CS2 等

镓 Ga 铟 In 碳 C

+3 【Ga 、In 】 +2 +4 【CO32-】 【HCO3-】等 其他
3+ 3+

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 硅酸盐如 Na2SiO3、 硅 酸、SiF4、氟硅酸盐等 SiHCl3

负价的碳化 合物有还原 性

硅 Si

+4 【SiO32-】 +3 -4 【Si4-】

某些硅化物如 Mg2Si、 和 水 反 应 放 Ca2Si 等 出自燃性的 硅烷 GeO2 等 四价锡化合物如 SnO2、SnCl4 等 可溶于过量 强碱 ●半导体材料 ●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 ●铅和酸反应生成二价

锗 Ge 锡 Sn

+4 +4 【Sn4+】 +2 【Sn2+】 +4

亚锡化合物如 SnCl2、 有还原性; 溶 SnSO4 等 于过量强碱 四价铅化合物如 有强氧化性

铅 Pb

【Pb4+】

Pb(CH3COO)4 、 PbO2 等;Pb3O4 含有+2 和 +4 价的铅。 二价铅化合物如 PbO、PbCl2 等 硝酸及硝酸盐(如 KNO3)、N2O5 等 NO2、N2O4 等 亚硝酸及亚硝酸盐 (如 NaNO2)、N2O3 等 NO 等 N2O 等 氨气、铵盐(如 NH4Cl ) 、氮化物(如 Na3N、Mg3N2 等) 硝酸根离子 酸化后具有 强氧化性

+2(主要) 【Pb2+】 氮N +5 【NO3-】 +4 +3 【NO2-】 +2 +1 -3 【NH4+】 3【N 】

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 ●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 易歧化 亚 硝 酸 跟 离 高温高压在有催化剂的 条件下化合成 NH3●游 子有致癌性 离态氮转化为化合态氮 的过程叫做固氮●用作 NH3 溶于酸; 冷却、防腐、保护气体 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 ●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

其他 【N3-】 磷 P +5(主要) 【PO43-】 【HPO42-】 【H2PO4-】等 +3 【PO33-】等 +1 -3 【P3-】

叠氮化物(如 NaN3 等) 磷 酸 及 其 盐 ( 如 无显著氧化 H3PO4、HPO3、K3PO4、 性 NaH2PO4 等) 、P4O10、 PCl5、POCl3 等 H3PO3、PCl3 等 次磷酸(H3PO2)及其盐 磷化物(如 K3P 等) 有强还原性

砷 As

+5【AsO43-】等 砷酸及其盐、As2O5 +3【AsO33-】等 -3 亚砷酸及其盐、 As2O3 砷化物(如 AsH3、 K3As 等) As4S4 等 SbF5、HSbF6、SbCl5、 SbF5 或 锑 和 锑酸盐等 氟构成的阴 离子有极强 的酸性 Sb2O3、SbCl3 等 锑化物等 和水反应 活泼金属砷 化物和水反 应产生 H3As

其他 锑 Sb +5 【SbO3-】 【SbF6-】等

+3 【Sb3+】 -3 【Sb 】
3-

铋 Bi 氧 O

+5 【BiO3-】 +3 【Bi 】 -2 【O2-】 【OH-】 【??】 -1 【O22-】 +2 +0.5 【O2+】 其他 【O2-】 【O3-】等
3+

BiF5、NaBiO3 等 Bi(NO3)3、Bi2O3 等

强氧化性 最常见价态

●低熔点●常用来制作 合金●燃烧有蓝色火焰 ●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 ●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 ●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

氧化物如 SO2、CuO、 最 常 见 的 价 I2O5 等;氢氧化物如 态 KOH 等;大多数含氧 酸及其盐如 HClO4、 BaSO4 等;?? 过 氧 化 物 如 H2O2 、 Na2O2 等 OF2 等 二氧基盐(如 O2F2、 O2PtF6、O2AsF6)等 超氧化物(如 KO2)、 臭 氧化物(如 CsO3)、 HOF (此处 0 价)等 SO3、H2SO4、硫酸盐、 过硫酸盐、 焦硫酸盐、 SF6 等 SO2、亚硫酸盐等 SCl2 等 硫化物(如 K2S、H2S、 活 泼 金 属 硫 Cu2S、HgS 等)、硫取 化 物 和 酸 反 代氧的化合物等 应产生 H2S; 某些金属的 硫化物则很 稳定; 还原性 多 硫 化 物 (Na2S3 、 Na2S5 等)、S2Cl2 等 SeO3、硒酸盐等 强氧化剂; 浓、 热的硒酸 能溶解金 有毒 和酸反应产 生 H2Se 强氧化性; 超 氧化物、 臭氧 化物和水反 应放出氧气 和水反应放 出氧气 有极强氧化 性; 受热分解

硫 S

+6 【SO42-】 【S2O82-】 【S2O72-】等 +4 【SO32-】等 +2 -2 【S 】
2-

其他 【Sn2-】等 硒 Se +6 【SeO42-】

+4 【SeO32-】 -2 【Se 】 碲 Te +6【TeO42-】等 +4 +2 【TeO32-】 【TeX42-】
2-

SeO2、亚硒酸盐等 硒化物等 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

-2 【Te2-】

和酸反应产 生 H2Te n=4~8 ,颜色 随离子而异

其 他 【 Ten2+ 】 Te8(WCl6)2、Te6(AsF6)4 【Te64+】等 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

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 ●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

氯 Cl

+7 【ClO4-】 +5 【ClO3-】 +4 +3 +2 +1 【ClO 】 -1 【Cl-】等
-

高氯酸、高氯酸盐、 Cl2O7 等 氯酸、氯酸盐等 ClO2 等 亚氯酸、亚氯酸盐等 ClO· 次氯酸、次氯酸盐、 Cl2O 等 氯化物等

强氧化剂 强氧化剂

【ClO2-】

强氧化剂

溴 Br

+7 、 +5 、 +4 、 见“氯 Cl”(溴、碘+1 +3、+1、-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 、 见“氯 Cl ” (次碘酸 +1、-1 及其盐常温不存在) 其他 【I3-】等 碘溶于碘化物溶液中 产生:I2+I-=I3钛酸盐、 TiO2 、四价 钛化合物 三价钛化合物 二价钛化合物

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 使淀粉变蓝; ●受热升华●用于消毒 碘化物溶液、 有 较 强 的 还 ●溶于水、 乙醇、四氯化碳、苯等 原性 ●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) ●银灰色金属,耐腐蚀 ●用作催化剂●有丰富 的价态,各价态有不同 的颜色 铬酸跟在酸 性条件下转 化为重铬酸 根, 碱性条件 下逆转换。 氧 ●银白色金属,十分坚 硬●有丰富的价态,化 合物颜色多样●用于制 备强度大的合金,或用 于金属防锈●在硝酸中

钛 Ti

+4 【Ti4+】 【TiO32-】 +3 【Ti3+】 +2 【Ti 】
2+

和水或酸反 应放出氢气

钒 V

+5 【VO3-】 【VO43-】 +4【VO2+】 +3【V 】 +2【V 】
2+ 3+

钒酸盐、偏钒酸盐、 V2O5、VF5、VOCl3 等 VCl4、VO2 等 V2O3、VBr3 等 VO、VCl2 等 CrO3 、 CrO5 、铬酸盐 ( BaCrO4 、 K2CrO4 、 Na2CrO4 等) 、 重 (ch ó ng) 铬 酸 盐 ( K2Cr2O7 、

铬 Cr

+6【CrO42-】 【Cr2O72-】 (此价态常 见)

(NH4)2Cr2O7 等) +5【Cr(O2)43-】 +4
3+

化剂。致癌。 钝化 红褐色 主要为绿色

K3Cr(O2)4 CrO2、K2CrF6 等

+3 【 Cr 】 铬盐(如 CrCl3 等) 、 【CrO2 】(此价 Cr2O3、NH4Cr(SO4)2、 态常见) 次铬酸盐等 +2【Cr2+】 钨 W +6(常见) 【WO42-】等 +4 锰 Mn +7 【MnO4-】 亚铬盐(如 CrCl2 等)、 CrO 等。 钨酸盐、仲钨酸盐 (H2W12O4210-)、 磷钨酸 盐、WCl6、WO3 等 WO2、WS2 等 高锰酸及其盐(如 KMnO4 等) 、Mn2O7

Cr2+ 和水反应 放出 H2 ●可以在纯氧中燃烧发 出白光●熔点很高的钢 灰色至银白色金属●质 地坚硬、紧密●用于灯 丝、合金等 有强氧化性 , 不稳定。 紫色 ●活泼金属,活泼性在 铝和锌之间●带有红色 光泽的银白色金属,潮 湿处易被氧化●用于制 备合金

+6 【MnO42-】 锰酸盐 +5 【MnO43-】 锰(V)酸盐 +4 +3 +2 铁 Fe +6 【FeO42-】 MnO2 等 MnF3 、 Mn2O3 、 MnO(OH) 锰 盐 ( 如 MnSO4 、 MnCl2 等) 、Mn(OH)2 高铁盐 (如 K2FeO4 等) 强氧化性, 不 稳定, 在酸中 分解 Fe3O4、Fe4[Fe(CN)6]3
3+

和浓盐酸反 应产生 Cl2

+3 和+2 +3 【Fe 】 +2 【Fe2+】

铁盐(如 FeCl3 等)等

有氧化性。 水 溶液为黄色

亚铁盐 (如 FeCl2 等) 、 有还原性, 易 FeO 、FeS 等 被氧化。 水溶 液为浅绿色 Fe(NO)SO4 高钴酸盐(如 K3CoO4) CoO2(水合) 三价钴化合物(如 Co2O3 、 亚 硝 酸 钴 钠 等) , Co3O4 中含+2 和 +3 价的钴 二价钴化合物 K2NiF6 三价镍化合物(如

+1 钴 Co +5 +4 +3

●银白色具有磁性的金 属,熔点很高●常用来 制作合金●在纯氧中可 燃,发出耀眼白光,产 生四氧化三铁●和水蒸 汽高温反应产生四氧化 三铁和氢气●和非氧化 性酸、碘、硫反应生成 二价铁●和 Cl2、Br2 反 应生成三价铁●在硝 酸、浓硫酸中钝化

●有磁性的高熔点银白 色金属●钴和酸、氯气 有强氧化性, 反应只生成二价钴●常 60 能氧化盐酸、 用来制作合金● Co 用 水等, 在溶液 于放射医学 中不稳定 水溶液为红 色 不稳定 氧化性强于 ●有磁性的高熔点的银 色金属●常用作催化剂

镍 Ni

+2(常见) 【Co2+】 +4 +3

Ni2O3 等) +2(常见) 【Ni2+】 二价镍化合物

三价钴 水溶液为碧 绿色

(如 250℃催化苯和氢 气加成为环己烷)●常 用作合金●63Ni 用作金 属探伤● *Fe 、 Co 、 Ni 的二价离子还原性依次 减弱、 稳定性依次增强, 三价离子稳定性依次减 弱,氧化性依次增强 ●银白色金属,室温时 1 大气压下能吸收 800 倍本身体积的氢●溶于 硝酸,高温下和氟、氯 反应●常用作催化剂 ●常温常压下密度最大 的元素●银白色金属● 粉末状锇在室温易被氧 化成 OsO4 ,块状锇在 670K 才能被氧化 ●银白色金属,化学性 质稳定●有不同颜色的 盐类●放射性的铱可用 于金属探伤 ●银白色金属,化学性 质很稳定●用于制造催 化剂和高级化学器皿 ●质地软、熔点高的紫 红色金属●化学性质较 稳定,但能被氯气、氧 气、硝酸氧化

钯 Pd

+2(常见) 【Pd2+】

PdCl2、Pd(CH3COO)2、 在 水 溶 液 中 PdO 等 就可被 H2 、 CO 还原

锇 Os

+8

OsO4 等

强氧化剂。 OsO4 可 溶 于 CCl4,微溶于 水,有臭味 强氧化剂 强氧化剂

+4 铱 Ir +6 +5 +4 铂 Pt +6 +4 【PtCl62-】 +2 铜 Cu +2(主要) 【Cu2+】 +1 【Cu+】 银 Ag +1(主要) 【Ag+】 +3 【Au3+】等 +1 【Au+】 【Au(CN)2-】等

OsO2、OsCl4 等 IrF6 IrF5、KIrO3 IrO2、K2IrO3 PtF6(极强的氧化剂, 能氧化 O2) PbO2、H2PtCl6 PbO 铜盐(CuSO4 等)、 CuO、 蓝色 Cu(OH)2 等 亚 铜 化 合 物 (CuCl 、 Cu2O 等) 大多数银化合物 (Ag2O、AgNO3 等) 多数金化合物如 Au2O3、HAuCl4 等 亚金化合物,如 AuCl 等 在酸中歧化

沉淀 Cl-、Br-、 ●银白色金属,化学性 I-、S2-等 质稳定●易被硫、硫化 氢腐蚀●熔点高 ●金黄色、化学性质稳 定的贵金属, 熔点 1000 多摄氏度,比铜、铁软 ●金的纳米粉末为紫色 ●不溶于硝酸,但溶于 王水、汞,易被氟气、 氯气和氰化物侵蚀 溶于过量的 强碱溶液 ●银青色的活泼金属, 熔点低●在空气中可以 燃烧●常用作合金 ●银灰色金属, 熔点低,

金 Au

锌 Zn

+2 【Zn2+】 【Zn(OH)42-】 +2 (常见)

锌化合物(ZnCl2 等)

镉 Cd

镉化合物(CdCl2 等)

【Cd2+】

有毒且可致癌●用于电 池及电子原件,用在塑 料制造、油漆方面,也 用来制作合金 大多 数汞化合物 ( 如 Hg(NO3)2、HgO 等) 加入 Hg 可转 化为 Hg22+ , 加入碱沉淀 出 HgO 易 歧 化 成 Hg2+和 Hg ●银白色液态的剧毒金 属,会挥发●可以溶解 大多数金属,溶解碱金 属时放出大量热●汞合 金叫做汞齐●补牙时, 牙齿填充物的合金中的 重要元素●和稀有气体 产生包合物(相互作用 而非化学反应)●绝大 多数有机汞极毒,无机 汞大多数也有剧毒●汞 和硫、卤素常温下可以 反应,汞溶于硝酸●用 于医药、电子,用作催 化剂、汞齐作为还原剂 ●银白色的活泼金属, 是镧系金属中最活泼的 ●常温下被氧气氧化, 在 150℃自燃●常用来 制作合金或用作还原剂 ●银白色的活泼的镧系 金属,在 150℃自燃, 产生 CeO2 ●常用作合 金 (尤其是制造打火石) 或用作还原剂 ●银白色锕系金属,有 放射性●用作核燃料● 二氧化钍灼烧发出白光 ●银白色锕系金属,有 比钍强的放射性,十分 活泼,在空气中生成氧 化膜而变暗;粉末状的 可以在空气和水中自燃 ●剧毒●用作核燃料

汞 Hg

+2(常见) 【Hg2+】

+1(常见) 【Hg22+】

亚汞化合物(如 Hg2Cl2 等)

镧 La

+3(常见) 【La3+】

绝大多数镧化合物, 如 La2O3 (可参入玻 璃) 、La(NO3)3、LaCl3 等 四价铈化合物,如 CeO2、Ce(SO4)2 等

加碱沉淀出 La(OH)3

铈 Ce

+4 【Ce4+】

强氧化性, 能 氧化盐酸产 生氯气, 可以 被 H2O2 还原

+3 【Ce3+】 钍 Th +4 【Th4+】

三价铈化合物,如 CeCl3、Ce2O3 等 大多数钍化合物,如 ThO2、Th(NO3)4 等 水溶液中仅 存在四价钍

铀 U

+6 【UO22+】 【UO42-】 【U2O72-】 +4 【U4+】 +3 【U3+】

六价铀化合物,如硝 最 稳 定 的 价 酸铀酰(UO2(NO3)2) 、 态 UF(常用来通过离心 6 分离铀的同位素)等 四价铀化合物,如 UO2、UCl4 等 三价铀化合物,如 UCl3 等 强还原剂, 缓 慢和水反应 放出 H2 +3 、 +4 价态 粉红色至红

镅 Am

+3(水溶液中最 (不作要求) 稳定)、 +4、 +5、

●银白色锕系金属,有 比铀强的放射性●极毒

+6 【 Am3+, AmF62-, AmO2+, AmO22+】

色 ; +5 、 +6 黄棕色

●用于烟雾报警器中


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