我當然不是同時表示，但我的意思是從電離各種元素所形成的共同電荷的概觀來看，每個元素形成一個或多個正離子或負離子，但它們從來沒有相反的費用。例如，Fe可能具有+4或+3，但從不具有任何東西。 但是，我知道這是來自常見離子圖表的。在特定情況下，也許原子可以是陽離子和陰離子？
實際上，從理論上講，幾乎所有元素都可以同時具有正和負氧化數：這只是尋找具有適當試劑和條件的系統而已。如果您分離出表現出某些特定行為的非常強烈趨勢的化學物種（接受電子，給電子，配位離子，釋放離去基團，與金屬鍵合，釋放質子，採用特定分子）幾何形狀或任何其他無數屬性），那麼您通常可以通過將它們與也具有相同趨勢但強度不高的物質相衝突來獲得奇怪的結果。這通常會使行為較弱的物質“反向運行”。
讓我舉一個生動而相關的例子。 我們都知道，鹼金屬（第1組元素）僅以氧化數為+1的陽離子形式存在，除了純金屬（零），正確？好吧，這可能會破壞您的世界：大多數鹼金屬（目前為止鋰除外）也形成了 鹼金屬，即含有不連續鹼的穩定鹽，清楚觀察到的$ \ ce {Na ^ {-}} $，$ \ ce {K ^ {-}} $，$ \ ce {Rb ^ {-}} $或$ \ ce {Cs ^ {-}} $陰離子，鹼金屬的氧化值為-1。
這是怎麼做的？您所需要做的就是找到一種比中性鹼金屬原子更容易提供電子的中性物質（說起來容易做起來難）。由於中性鹼金屬原子在失去電子時會形成非常穩定的陽離子，這意味著您需要尋找一種能夠提供電子並形成具有例外熱力學和/或動力學穩定性的陽離子的中性物質。例如，這可以通過使用 cryptands來實現，它們是能夠非常強地與陽離子配位的環狀分子，其強度足以使其甚至很好地配位鹼金屬陽離子。穴位配位的陽離子在熱力學和動力學上都足夠穩定，以至於鹼金屬陰離子（本來會極端具有反應性），在這種情況下就沒有足夠的 反應性，從而立即引起電荷轉移並中和負電荷。
有趣的是，實際上可以製備包含鹼金屬陽離子和陰離子的單一化合物，例如$ \ mathrm {[Na（2,2,2-crypt）] ^ {+} Na ^ {- }} $，其中包含一個鈉離子，該鈉陽離子由隱鏈配體作為與 natride / sodide （$ \ ce {Na ^ {-}} $）陰離子的抗衡離子。可以想像這種化合物是通過將中性鈉原子（$ \ ce {Na ^ {0}} $）和中性穴種$ \ mathrm {[Na（2,2,2-crypt）] ^ 0放在一起而製成的} $。正如Brian在評論中提到的那樣，後一種實際上是 electride，可以寫為$ \ mathrm {[Na（2,2,2-crypt）] ^ {+} e ^ { -}} $，並認為是陰離子為孤電子（！）的鹽。中性鈉原子和駐極體在化學反應中都有很強的失去電子的趨勢，但是這種趨勢對於該駐極體來說要強得多。因此，該駐極體以某種方式結束，迫使其非常鬆散地結合的電子束縛在中性鈉原子上，導致中性鈉原子“反向運行”並接受電子而不是將其贈予，從而導致$ \ ce {Na ^ {-}} $陰離子。Wikipedia上的該表比那裡的大多數“常見氧化數”表要完整得多，並且列出了許多元素的負氧化數。 ，包括鐵！對於許多過渡金屬，通過使用羰基（$ \ ce {CO} $）配位體可實現負金屬氧化值，該配位體通過反向鍵合從金屬原子中去除電子密度。這樣可以使金屬原子上的負電荷穩定，再次使所得到的物種在適當的抗衡離子下得以生存。
尼古勞·薩克·內托（Nicolau Saker Neto）已經有了一個很好的答案，但他沒有提到最常見的元素既是陰離子又是陽離子的例子：氫
氫通常具有正氧化態，但是在任何金屬氫化物（例如氫化鈉）中，它都具有負氧化態。
與某些人不同，我敢打賭這並不常見。讓我們看一下系統中最大的物體：太陽。在其中心，您可以找到例如一些完全被離子化的氟。這並不是我們對這個電子愛好者的習慣。
例如，我們還可以看看土衛六的高層大氣。在這裡，與土星磁場的相互作用導致了諸如$ \ mathrm O ^ + $之類的物種的形成，或者幾乎可以想像到$ \ mathrm C $，$ \ mathrm N $，$ \ mathrm O等幾乎所有離子化的分子的形成。 $和$ \ mathrm H $。
在我們的太陽系中到處都有這樣的例子。
大多數化學課似乎都忘記了我們的“標準房間條件”遠非如此是整個宇宙的標準太可惜了，因為我們在高中（和某些大學）學習的大多數“規則”都是基於我們處於上述標準條件的假設，並隱瞞了觀察到的元素化學行為不一定甚至可以代表當您觀察整個宇宙時會發生什麼。
您正確地說這是可能的，但並不常見。這是由於原子或Z.eff上的有效核電荷以及原子的大小而導致的。如果您不熟悉Z，它是一個有效的概念，通常在方案2中作為周期趨勢涉及。它是最外層電子感受到的電荷的量度。它是通過考慮在內殼上的電子基本抵消或屏蔽外電子使其免受正核中所有電荷的影響而計算出來的。可以預料，這會使電子更容易或更難帶走，從而引起電離，具體取決於Zeff。較小的原子半徑會導致能壘更高，從而除去電子，因為電子更靠近原子核。如果原子更大，則由於它離原子核更遠，將更容易除去外部電子。當您沿著周期表的周期從左到右，從低到高移動時，有效核電荷會增加。當您沿著元素週期表從上到下，從右到左移動時，原子半徑會增加。根據電子“駐留”在哪種軌道上，您期望的直線趨勢也有微小變化。這裡顯示了兩個概念：原子半徑和 Zeff圖像。
從這兩個概念中得出推理：
問：為什麼有些原子更難離子化為正電荷？
A：由於原子核與外部電子的相互作用很多，因此所需的離子化能量太高。 p>
問：為什麼沒有看到一些原子電離為負電荷？
A：電子屏蔽了太多的原子核，以至於沒有足夠的相互作用來容納另一個電子。
請記住，這適用於正常的日常反應，以及為什麼某些元素以氧化態存在於地球上。一旦進入極端能源環境，就有更多的可能性。
您的初始推定是不正確的-在選擇的示例和邏輯中均如此。讓我們首先解決邏輯問題。
同時形成單原子陽離子和單原子陰離子的最普遍元素是氫-儘管確實很難捕獲質子。酸性化合物通常會分解為\ ce {H +} $和陰離子殘基。並且已知各種各樣相對穩定的氫化物，包括氫化鈉，四氫硼酸鹽，氫化鋁，四氫鋁酸鋰等。
碳是另一種經常形成陰離子和陽離子的元素，具體取決於機理。例如，$ \ mathrm {S_N1} $反應和$ \ mathrm {E1} $消除都包括陽離子碳正離子中間體。在不同的陽離子實例中，已經產生了非經典陽離子，例如降冰片基陽離子，碳鎓離子。此處的 Carbenium 是指通過去除鍵和 carbonium 生成的陽離子，這些陽離子是通過將 正式添加鍵到原子飽和碳-在晶體結構中，碳原子似乎鍵合到五個不同的殘基上。
此外，所有這些都歸結為必須隔離特定離子上的電荷。通常，如果在氧旁生成碳正離子，則更重要的共振結構具有$ \ ce {C = O} $雙鍵和位於氧上的正電荷，但其物理意義小於氧原子。上面提到的碳正離子。
那鐵呢？好吧，您是對的，最常見的是$ \ mathrm {+ II} $和$ \ mathrm {+ III} $的氧化態以及中性的$ \ pm 0 $。另一個常見且非常穩定的鐵化合物是五羰基鐵$ \ ce {[Fe（CO）5]} $，其特徵是鐵（0）。它可以按以下方式與氫氧化物反應：
$$ \ ce {[Fe（CO）5] + OH- -> [Fe（CO）4（COOH）]--> [] [ -CO2] [Fe（CO）4H]--> [] [-H +] [Fe（CO）4] ^ 2-} $$
由於一氧化碳是中性的兩電子給體，因此通過中間體氫化四羰基鐵（0）的去質子化作用而形成的最終配合物上的雙負電荷具有負離子\ ce {Fe ^ 2-} $。形式上，實際取代的化合物是碳酸鹽，而不是二氧化碳。 [1] sup>
參考文獻：
[ 1]：W。Hieber，W。Beck，G。Braun， Angew。 1960 ， 72 ，795。DOI： 10.1002 / ange.19600722202。
相對電負性通常是一些原子處於負離子狀態，而一些原子通常處於正氧化態。
因此，具有高電負性的元素（例如鹵素）可能會變成負原子離子，而具有低電負性的元素（例如鹼金屬）可能會變成正原子離子。當然，具有正電負性水平的元素（例如氫和碳）可以同時處於正和負氧化態。
當然，在大多數情況下都存在例外。 如該答案所述，鹼金屬可形成負離子，而鹵素也可形成正原子離子。
一個例子是該甲基溴的質譜，其中m / z 79和81處的峰歸因於溴陽離子。