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输入计算

例如 SO₄²⁻:4 个氧 × (−2) = −8

数学公式

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结果

Oxidation State of S
+6
per atom of S
Total from S atoms +6
已知氧化态之和 -8
总电荷 -2

什么是氧化数?

氧化数(也叫氧化态)是指:假设原子的所有化学键都是完全离子键时,该原子会带有的"假想电荷"。它本质上是一种记账工具,用来配平氧化还原方程式、给化合物命名,以及追踪电子的转移。本计算器依据一条基本规则——所有原子的氧化态之和等于该物种的总电荷——来求解分子或多原子离子中某一元素的未知氧化态。

Diagram showing electron transfer between two atoms with positive and negative oxidation states labeled
Oxidation numbers track the hypothetical charge on each atom from electron transfer.

如何使用本计算器

依次输入:你要求解的元素符号、该元素在化学式中出现的原子个数、整个物种的总电荷(中性分子填 0),以及其余所有原子的氧化态之和。计算器会返回你所选元素每个原子的氧化态。

公式详解

若某物种中含有 \(n\) 个未知元素的原子(氧化态为 \(x\)),而其余原子贡献的已知总和为 \(S\),那么根据电荷守恒可得:

$$n \cdot x + S = Q$$,整理后即为 $$x = \dfrac{Q - S}{n}$$,其中 \(Q\) 为物种的总电荷。

Bar diagram showing sum of known oxidation states plus unknown equals total charge
The unknown state x is found so all oxidation numbers sum to the overall charge Q.

实例演算:硫酸根离子(SO₄²⁻)

在硫酸根离子中,氧通常为 \(-2\)。四个氧原子合计 $$S = 4 \times (-2) = -8$$。总电荷 \(Q = -2\),硫原子个数 \(n = 1\)。代入公式:$$x = \frac{-2 - (-8)}{1} = +6$$。因此,硫酸根中硫的氧化态为 +6

Sulfate ion structure with one central sulfur and four oxygen atoms showing oxidation numbers
In sulfate, four oxygens at -2 and a 2- charge give sulfur an oxidation state of +6.

常见问题

正负号代表什么?正值表示原子被氧化(失去电子);负值表示原子被还原(得到电子)。

为什么有时会算出分数?有些化合物(例如 Fe₃O₄ 或 S₄O₆²⁻)确实会得到分数形式的"平均氧化态",因为其中不同原子的氧化态并不相同。

有哪些常见的已知值?氧通常为 \(-2\)(在过氧化物中为 \(-1\));氢通常为 \(+1\)(在金属氢化物中为 \(-1\));第一主族(碱金属)元素为 \(+1\)。

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