在化學(xué)的奇妙世界里，化合價(jià)可是個(gè)相當(dāng)重要的概念，雖說它看起來有點(diǎn)復(fù)雜，不過別擔(dān)心，今天咱們就來把它徹底弄明白。

一、化合價(jià)是什么？

簡(jiǎn)單來講，化合價(jià)就是元素的一種重要性質(zhì)，它反映了元素的原子在形成化合物時(shí)相互結(jié)合的能力。打個(gè)比方，元素就像一個(gè)個(gè)性格各異的小伙伴，它們?cè)诮M成化合物時(shí)，會(huì)按照特定的 “規(guī)則” 與其他元素結(jié)合，這個(gè) “規(guī)則” 很大程度上就由化合價(jià)來決定。

在化合物中，元素的一個(gè)原子得失電子數(shù)目，或者形成共用電子對(duì)的數(shù)目，就是化合價(jià)數(shù)目。當(dāng)原子失去電子，或者共用電子對(duì)偏離它時(shí)，就顯正價(jià)；反之，當(dāng)原子得到電子，或者共用電子對(duì)偏向它時(shí)，就顯負(fù)價(jià)。比如在常見的水分子（H2O）里，氫原子傾向于失去電子，所以氫顯 +1 價(jià)；而氧原子更 “喜歡” 得到電子，于是氧顯 -2 價(jià)。這就好像兩個(gè)小伙伴一起玩游戲，一個(gè)愿意給，一個(gè)愿意拿，這樣就達(dá)成了一種平衡，形成了穩(wěn)定的化合物。

這里還有一些常見規(guī)律：

1，金屬與非金屬元素的化合價(jià)傾向：一般情況下，金屬元素在化合物中通常顯正價(jià)，而非金屬元素一般顯負(fù)價(jià)，但這也不是絕對(duì)的，非金屬元素在某些時(shí)候也會(huì)顯示正價(jià)哦。

2，常見元素的固定化合價(jià)：在大多數(shù)化合物里，氧元素通常顯 -2 價(jià)，氫元素通常顯 +1 價(jià)，記住這兩個(gè)，對(duì)我們判斷其他元素化合價(jià)很有幫助。

3，元素的可變化合價(jià)：有一些元素特別 “調(diào)皮”，具有可變化合價(jià)，它們?cè)诓煌幕衔镏校蟽r(jià)會(huì)有所不同。比如說鐵元素，在氯化亞鐵（FeCl2）中顯 +2 價(jià)，而在氯化鐵（FeCl3）中就顯 +3 價(jià)。

4，化合價(jià)規(guī)則：這可是個(gè)重點(diǎn)！在任何化合物中，所有元素化合價(jià)的代數(shù)和一定為 0。就像前面提到的水分子（H2O），氫顯 +1 價(jià)，有 2 個(gè)氫原子，總共就是 +2 價(jià)，氧顯 -2 價(jià)，那么 +2 + (-2) = 0，剛好符合這個(gè)規(guī)則。這就像是一場(chǎng)公平的交易，有得必有失，最后總數(shù)得平衡。

5，化合價(jià)的標(biāo)注：元素的化合價(jià)標(biāo)在元素符號(hào)的正上方，用 +n 或 -n 表示。例如，在氧化鎂（MgO）中，鎂元素的化合價(jià)標(biāo)注為Mg+2，氧元素的化合價(jià)標(biāo)注為O?2，這樣一看就很清楚每個(gè)元素的化合價(jià)是多少啦。

二、化合價(jià)概念的歷史演變

化合價(jià)概念的提出，可不是一蹴而就的，它經(jīng)歷了一系列的歷史演變。1852 年，英國化學(xué)家愛德華?弗蘭克蘭在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)不同金屬與化合物間的 “結(jié)合能力” 有所區(qū)別，他首先提出 “化合力” 的概念，指出元素在生成化合物時(shí)盡管不同原子的性質(zhì)差別較大，但總要求結(jié)合一定數(shù)量的某種原子。不過，當(dāng)時(shí)這個(gè)概念并沒有被大家馬上接受。

到了 1857 年，德國化學(xué)家凱庫勒和英國化學(xué)家?guī)炫联?dú)立發(fā)展了弗蘭克蘭的觀點(diǎn)，他們使用 “原子數(shù)” 或 “親合力單位” 來更清晰地表示 “化合力”。比如，他們指出氫元素最多僅與一個(gè)原子結(jié)合，所以氫的親合力單位為 1，而碳元素總與四個(gè) “一原子性” 元素的原子結(jié)合，因而碳的親合力單位為 4 ，并且各種元素在不同化合物中總是傾向于遵循親合力單位數(shù)等價(jià)。1858 年，庫帕還使用了一種用虛線連接原子的圖解式來描述其提出的概念，這種方式和分子構(gòu)造有關(guān)。

1864 年，德國化學(xué)家邁爾進(jìn)一步發(fā)展了凱庫勒和庫帕的理論，形成原子價(jià)學(xué)說，并且首次使用原子價(jià)或化合價(jià)（Valence）這一術(shù)語來代替 “原子數(shù)” 和 “親合力單位”。按照原子價(jià)學(xué)說，氫原子的原子價(jià)永遠(yuǎn)是 1 價(jià)，其他原子可根據(jù)與氫原子的結(jié)合情況來確定化合價(jià)。這個(gè)學(xué)說以及 “Valence” 這一術(shù)語得到了普遍承認(rèn)和應(yīng)用。同年，蘇格蘭化學(xué)家布朗提出了一種用于表示化合物化學(xué)特征的構(gòu)造式。

1868 年，德國化學(xué)家維克爾豪斯把這些不同術(shù)語統(tǒng)一起來，簡(jiǎn)化為現(xiàn)代所沿用的 “價(jià)”（Valence）的概念，“價(jià)” 可以表征為原子價(jià)（對(duì)于原子）和化合價(jià)（對(duì)于原子和原子團(tuán)）。1893 年，瑞士化學(xué)家維爾納提出配位場(chǎng)理論，擴(kuò)充完善了原子價(jià)學(xué)說的概念，這對(duì)于無機(jī)化學(xué)尤其是配合物化學(xué)的發(fā)展起到了重大作用。

1914 - 1919 年，美國化學(xué)家路易斯、德國化學(xué)家柯塞爾、美國化學(xué)家朗繆爾和英國科學(xué)家西奇威克等先后創(chuàng)立和發(fā)展了原子價(jià)的電子理論，將原子價(jià)劃分為共價(jià)和電價(jià)，指出了原子間的相互作用是價(jià)電子和各原子核的相互作用。隨著 19 世紀(jì)初電價(jià)和共價(jià)理論的建立，經(jīng)典的價(jià)鍵理論日趨成熟。但經(jīng)典的價(jià)鍵理論是基于牛頓力學(xué)框架對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述，仍停留在定性層面。

1927 年，英國化學(xué)家海特勒和德國化學(xué)家倫敦第一次使用量子力學(xué)來研究化學(xué)領(lǐng)域問題，指出了化學(xué)鍵有共價(jià)鍵、離子鍵、配位鍵、金屬鍵 4 種，這是現(xiàn)代的化學(xué)鍵理論的開端。1931 年，美國化學(xué)家鮑林進(jìn)一步推廣了海特勒和倫敦的研究，形成了現(xiàn)代價(jià)鍵理論，自此對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述上升到定量計(jì)算的水平。1932 年，美國化學(xué)家密里肯等人從分子整體出發(fā)來說明化學(xué)鍵的形成，建立了分子軌道理論。1952 年，英國化學(xué)家歐格爾將分子軌道理論和晶體場(chǎng)理論結(jié)合起來，提出了配位場(chǎng)理論。價(jià)鍵理論、分子軌道理論和配位場(chǎng)理論等三大理論基礎(chǔ)的形成標(biāo)志著現(xiàn)代價(jià)鍵理論的逐漸完善，人類對(duì)化學(xué)鍵的認(rèn)識(shí)也深入到電子水平，化合價(jià)的概念也在這個(gè)過程中不斷發(fā)展和完善。