带电荷的元素周期表

118种元素的常见离子电荷和完整氧化数，以及能从族数推算出电荷的规律。

元素的电荷是原子在形成化合物时得失电子的结果。原子本身是电中性的——质子数等于电子数，所以失去一个电子会留下多余的正电荷，得到一个电子则留下多余的负电荷。

在周期表的大部分区域，只需看元素所在的族就能预测电荷，不必死记硬背。

规律在哪里失效

族数规律在s区和p区比较可靠，出了这两个区域就不太管用了。最明显的例外是d区：大多数过渡金属都有不止一种氧化数，所以化合物名称里要用罗马数字标明具体用的是哪一种，比如"氯化铁(III)"中的(III)。

p区的重金属还有自己的特殊规律，叫惰性电子对效应：铊、铅和铋更倾向于形成比族数预测低两个单位的电荷，因为它们最外层的s电子对不容易参与成键。

带电荷的元素周期表
#	元素周期表	常见电荷	氧化数	族
1	H氢	+1, −1	−1, +1	1
2	He氦	无	0	18
3	Li锂	+1	+1	1
4	Be铍	+2	+2	2
5	B硼	+3	+3	13
6	C碳	+4, −4	−4, +2, +4	14
7	N氮	−3	−3, −2, −1, +1, +2, +3, +4, +5	15
8	O氧	−2	−2	16
9	F氟	−1	−1	17
10	Ne氖	无	0	18
11	Na钠	+1	+1	1
12	Mg镁	+2	+2	2
13	Al铝	+3	+3	13
14	Si硅	+4, −4	−4, +2, +4	14
15	P磷	−3	−3, +3, +5	15
16	S硫	−2	−2, +2, +4, +6	16
17	Cl氯	−1	−1, +1, +3, +5, +7	17
18	Ar氩	无	0	18
19	K钾	+1	+1	1
20	Ca钙	+2	+2	2
21	Sc钪	+3	+3	3
22	Ti钛	+4, +3	+2, +3, +4	4
23	V钒	+5, +4, +3, +2	+2, +3, +4, +5	5
24	Cr铬	+3, +6, +2	+2, +3, +6	6
25	Mn锰	+2	+2, +3, +4, +7	7
26	Fe铁	+2, +3	+2, +3	8
27	Co钴	+2, +3	+2, +3	9
28	Ni镍	+2	+2, +3	10
29	Cu铜	+2, +1	+1, +2	11
30	Zn锌	+2	+2	12
31	Ga镓	+3	+3	13
32	Ge锗	+4, +2	−4, +2, +4	14
33	As砷	−3	−3, +3, +5	15
34	Se硒	−2	−2, +4, +6	16
35	Br溴	−1	−1, +1, +3, +5	17
36	Kr氪	无	0	18
37	Rb铷	+1	+1	1
38	Sr锶	+2	+2	2
39	Y钇	+3	+3	3
40	Zr锆	+4	+4	4
41	Nb铌	+5	+3, +5	5
42	Mo钼	+6, +4	+4, +6	6
43	Tc锝	+7, +4	+4, +6, +7	7
44	Ru钌	+3, +4	+3, +4	8
45	Rh铑	+3	+3	9
46	Pd钯	+2, +4	+2, +3, +4	10
47	Ag银	+1	+1	11
48	Cd镉	+2	+2	12
49	In铟	+3	+3	13
50	Sn锡	+2, +4	−4, +2, +4	14
51	Sb锑	−3	−3, +3, +5	15
52	Te碲	−2	−2, +4, +6	16
53	I碘	−1	−1, +1, +5, +7	17
54	Xe氙	无	0, +2, +4, +6	18
55	Cs铯	+1	+1	1
56	Ba钡	+2	+2	2
57	La镧	+3	+3	f
58	Ce铈	+3, +4	+3, +4	f
59	Pr镨	+3	+3	f
60	Nd钕	+3	+3	f
61	Pm钷	+3	+3	f
62	Sm钐	+3	+2, +3	f
63	Eu铕	+3, +2	+2, +3	f
64	Gd钆	+3	+3	f
65	Tb铽	+3	+3	f
66	Dy镝	+3	+3	f
67	Ho钬	+3	+3	f
68	Er铒	+3	+3	f
69	Tm铥	+3	+3	f
70	Yb镱	+3, +2	+2, +3	f
71	Lu镥	+3	+3	f
72	Hf铪	+4	+4	4
73	Ta钽	+5	+5	5
74	W钨	+6, +4	+4, +6	6
75	Re铼	+7, +4	+4, +6, +7	7
76	Os锇	+4	+3, +4	8
77	Ir铱	+3, +4	+3, +4	9
78	Pt铂	+2, +4	+2, +4	10
79	Au金	+3, +1	+1, +3	11
80	Hg汞	+2, +1	+1, +2	12
81	Tl铊	+1, +3	+1, +3	13
82	Pb铅	+2, +4	+2, +4	14
83	Bi铋	+3	+3, +5	15
84	Po钋	+4, +2	−2, +2, +4	16
85	At砈	−1, +1	−1, +1, +3, +5, +7	17
86	Rn氡	无	0	18
87	Fr钫	+1	+1	1
88	Ra镭	+2	+2	2
89	Ac锕	+3	+3	f
90	Th钍	+4	+4	f
91	Pa镤	+5	+4, +5	f
92	U铀	+6, +4	+3, +4, +5, +6	f
93	Np镎	+5	+3, +4, +5, +6	f
94	Pu钚	+4	+3, +4, +5, +6	f
95	Am镅	+3	+3, +4, +5, +6	f
96	Cm锔	+3	+3	f
97	Bk锫	+3	+3, +4	f
98	Cf锎	+3	+3	f
99	Es锿	+3	+3	f
100	Fm镄	+3	+3	f
101	Md钔	+3	+2, +3	f
102	No锘	+2, +3	+2, +3	f
103	Lr铹	+3	+3	f
104	Rf𬬻	+4	+4	4
105	Db𬭊	+5	+3, +4, +5	5
106	Sg𬭳	+6	0, +3, +4, +5, +6	6
107	Bh𬭛	+7	+3, +4, +5, +7	7
108	Hs𬭶	+8	+2, +3, +4, +5, +6, +8	8
109	Mt鿏	无	+1, +3, +4, +6, +8, +9	9
110	Ds𫟼	无	0, +2, +4, +6, +8	10
111	Rg𬬭	无	−1, +1, +3, +5	11
112	Cn鿔	无	0, +1, +2	12
113	Nh鿭	无	—	13
114	Fl𫓧	无	0, +1, +2, +4, +6	14
115	Mc镆	无	+1, +3	15
116	Lv𫟷	无	−2, +2, +4	16
117	Ts鿬	−1, +1	−1, +1, +3, +5	17
118	Og鿫	无	−1, 0, +1, +2, +4, +6	18

常见问题

如何从元素周期表判断一个元素的电荷？

对主族元素，可以直接从族数读出：第1族形成1+离子，第2族形成2+离子，第13族形成3+离子；另一端，第17族形成1-离子，第16族形成2-离子，第15族形成3-离子。第18族（稀有气体）不形成离子。这个规律成立，是因为原子总会选择成本更低的方式——清空最外层电子还是把它填满。

为什么过渡金属会有不止一种电荷？

因为它们最外层的s电子和内层的d电子能量非常接近，所以过渡金属可以根据反应对象失去两个、三个甚至更多电子。铁能形成Fe²⁺和Fe³⁺；铜能形成Cu⁺和Cu²⁺。这也解释了它们化合物的颜色——不同氧化数吸收的光波长不同。

电荷和氧化数有什么区别？

离子电荷是真实存在的离子的物理性质：Na⁺确实比质子少一个电子。氧化数则是一种记账方式，假设化合物里所有的化学键都是完全离子性的，由此推算出原子应带的电荷。对简单离子来说两者数值相同；对共价化合物来说，氧化数更像是一种有用的假设，而不是实测的物理量。

哪些元素的电荷为零？

任何处于单质状态的元素氧化数都是零——金属铁、氧气、固态硫都是如此。第18族的稀有气体在几乎所有情况下都保持零氧化数，因为它们的最外层电子已经填满，不过氙和氪在特定条件下也能形成化合物。