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

一、化合價是什么？

簡單來講，化合價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相互結(jié)合的能力。打個比方，元素就像一個個性格各異的小伙伴，它們在組成化合物時，會按照特定的 “規(guī)則” 與其他元素結(jié)合，這個 “規(guī)則” 很大程度上就由化合價來決定。

在化合物中，元素的一個原子得失電子數(shù)目，或者形成共用電子對的數(shù)目，就是化合價數(shù)目。當(dāng)原子失去電子，或者共用電子對偏離它時，就顯正價；反之，當(dāng)原子得到電子，或者共用電子對偏向它時，就顯負價。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；而氧原子更 “喜歡” 得到電子，于是氧顯 -2 價。這就好像兩個小伙伴一起玩游戲，一個愿意給，一個愿意拿，這樣就達成了一種平衡，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傾向：一般情況下，金屬元素在化合物中通常顯正價，而非金屬元素一般顯負價，但這也不是絕對的，非金屬元素在某些時候也會顯示正價哦。

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

3，元素的可變化合價：有一些元素特別 “調(diào)皮”，具有可變化合價，它們在不同的化合物中，化合價會有所不同。比如說鐵元素，在氯化亞鐵（FeCl2）中顯 +2 價，而在氯化鐵（FeCl3）中就顯 +3 價。

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

5，化合價的標注：元素的化合價標在元素符號的正上方，用 +n 或 -n 表示。例如，在氧化鎂（MgO）中，鎂元素的化合價標注為Mg+2，氧元素的化合價標注為O?2，這樣一看就很清楚每個元素的化合價是多少啦。

二、化合價概念的歷史演變

化合價概念的提出，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?弗蘭克蘭在實驗中發(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)時這個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)炫联毩l(fā)展了弗蘭克蘭的觀點，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原子結(jié)合，所以氫的親合力單位為 1，而碳元素總與四個 “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。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)家邁爾進一步發(fā)展了凱庫勒和庫帕的理論，形成原子價學(xué)說，并且首次使用原子價或化合價（Valence）這一術(shù)語來代替 “原子數(shù)” 和 “親合力單位”。按照原子價學(xué)說，氫原子的原子價永遠是 1 價，其他原子可根據(jù)與氫原子的結(jié)合情況來確定化合價。這個學(xué)說以及 “Valence” 這一術(shù)語得到了普遍承認和應(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，簡化為現(xiàn)代所沿用的 “價”（Valence）的概念，“價” 可以表征為原子價（對于原子）和化合價（對于原子和原子團）。1893 年，瑞士化學(xué)家維爾納提出配位場理論，擴充完善了原子價學(xué)說的概念，這對于無機化學(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)展了原子價的電子理論，將原子價劃分為共價和電價，指出了原子間的相互作用是價電子和各原子核的相互作用。隨著 19 世紀初電價和共價理論的建立，經(jīng)典的價鍵理論日趨成熟。但經(jīng)典的價鍵理論是基于牛頓力學(xué)框架對電子運動的描述，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)家鮑林進一步推廣了海特勒和倫敦的研究，形成了現(xiàn)代價鍵理論，自此對電子運動的描述上升到定量計算的水平。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理論結(jié)合起來，提出了配位場理論。價鍵理論、分子軌道理論和配位場理論等三大理論基礎(chǔ)的形成標志著現(xiàn)代價鍵理論的逐漸完善，人類對化學(xué)鍵的認識也深入到電子水平，化合價的概念也在這個過程中不斷發(fā)展和完善。