等电子体11

揭秘化学竞赛新热点——等电子原理杭州市余杭高级中学邹定兵结构决定性质，性质反映结构；结构是物质性质的本源，性质是物质结构的主要是因为这类试题所涵盖的知识具有极强的辐射性和发散性特点，能较好的考查学生对物质结构原理的活用，特别是对该原理的迁移和逻辑推理能力。

为了便于学生掌握这一考点，笔者对等电子原理进行了分析、归纳，以供大家参考。

1、等电子原理1919年，美国化学家Irving Langmuir在大量实验事实的基础上总结出一条经验规律，即等电子原理：原子数相同，电子数相同的分子，结构相似，物理性质相近。

具有等电子特征的微粒互称为等电子体。

常见的等电子体如N2和CO，其性质比较如表1。

表1 CO与N2的性质对比CO N2原子个数电子总数价电子数成键特征离解能/kJ⋅mol-1熔点/K沸点/K密度/g⋅cm-3临界温度/K临界压强/MPa21410共价叁键（一个σ键和两个π键，且有一个空的π*轨道）1075832530.7931333.621410共价叁键（一个σ键和两个π键，且有一个空的π*轨道）946772520.7961273.52、等电子原理运用时需要注意的几个问题2.1 明确等电子原理的含义等电子原理中所讲的“电子数相等”既可以是指总电子数相等（如CO和N2，均为14），也可以是指价电子数相等（如N2和CN-，均为10）。

因而互为等电子体的微粒可以是分子，也可以是离子。

注意的是，若按价电子数相等计数时，此时价电子总数包括重原子（原子序数≥4）提供的价电子以及轻原子(H、He、Li)用来与重原子成键的电子，如N2和C2H2互为10电子体，其中，C2H2的总电子数就包括两个H原子与C原子形成C-H键的电子。

此外，等电子原理中所指的“原子数相等”通常指的是重原子个数相等；“结构相似”也是针对重原子而言。

因此，等电子原理也可以理解为：重原子数相等，总电子数相等的分子或离子，重原子的空间构型通常具有相似性。

等电子体的书写与判断方法-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1等电子体的书写与判断方法？一、同族元素互换法？即将既定粒子中的某元素换成它的同族元素。

如：的等电子体确定将C换成与它同族的IVA族元素有SiCl4、GeCl4等；将Cl换与它同族的VIIA 族元素有CF4、CBr4、CI4、CFCl3……同时将C和Cl换成其同族元素可有SiF4、SiFCl3……的等电子体确定将O换成与之同族的ⅥA族元素S有COS、CS2，注意不能将C原子换成与之同族的Si原子，因为SiO2为原子晶体，晶体中无单个SiO2分子。

同理，不能将BeCl2的等电子体确定为MgCl2或BeF2，MgCl2和BeF2为离子晶体，晶体中无单个MgCl2和BeF2分子。

的等电子体确定将一个O原子换成与之同族的S原子得S2O2-3。

4.对于原子晶体类也可作类似推导含相同原子数的金刚石（Cn）与晶体硅（Sin）互为等电子体。

二、价电子迁移法？即将原粒子中的某元素原子的价电子逐一转移给组成中的另一种元素的原子，相应原子的质子数也随之减少或增加，变换为具有相应质子数的元素。

的等电子体确定除了上述结果以外，还可以采用价电子迁移法：C、O原子的价电子数分别为4、6，而N原子价电子数为5，一个O原子拿一个电子给C原子，在电性不变的条件下，价电子数同时变为5，质子数同时变为7，则可换为两个N原子得N2O；如果将一个C原子的两个价电子转移给两个O原子，则一个C原子和两个Cl原子分别转换成为一个Be原子和两个Cl原子，就可以得到CO2的另一种等电子体BeCl2。

同样可以判断：无机苯B3N3H6的等电子体可为有机苯C6H6。

2.离子之间的等电子体的确定？与N3-的等电子体查找方法相同，可将两个N原子换为一个C原子和一个O 原子可得CNO-。

三、电子――电荷互换法？即将既定粒子中的某原子的价电子转化为粒子所带的电荷。

这种方法可实现分子与离子等电子体的互判。

高考化学新热点——等电子原理叶归归1、等电子原理1919年，美国化学家Irving Langmuir在大量实验事实的基础上总结出一条经验规律，即等电子原理：原子数相同，电子数相同的分子，结构相似，物理性质相近。

具有等电子特征的微粒互称为等电子体。

常见的等电子体如N2和CO，其性质比较如表1。

表1 CO与N2的性质对比CO N2原子个数电子总数价电子数成键特征离解能/kJ⋅mol-1熔点/K沸点/K密度/g⋅cm-3临界温度/K临界压强/MPa21410共价叁键（一个σ键和两个π键，且有一个空的π*轨道）1075832530.7931333.621410共价叁键（一个σ键和两个π键，且有一个空的π*轨道）946772520.7961273.5运用等电子原理预测分子或离子的空间构型时，不能简单的认为价电子数相等的两种微粒即为等电子体，必须注意等电子体用于成键的轨道具有相似性。

例如CO2和SiO2，若单从价电子数相等角度考虑，二者看似互为等电子体，实则不然，两者的空间结构相差甚远。

原因是，在CO2中，除了C原子以sp杂化轨道分别与2个O原子的p 轨道以σ键结合，还有2个离域的键；而SiO2中Si原子以sp3杂化轨道分别与4个O原子的p轨道以σ键结合，同时，Si原子的d轨道还与O原子的P轨道形成了离域的π键。

因此，成键轨道是否具有相似性是运用等电子原理判断分子或离子空间构型的前提。

常见的等电子体中学常见的等电子体价电子数有8、10、14、16、18、24、26、30、32、48十种，按照重原子总数的不同可以归类如下（表2）。

表2 常见的等电子体及空间构型等电子类型常见等电子体空间构型2原子10电子2原子14电子3原子16电子3原子18电子4原子24电子4原子26电子5原子8电子5原子32电子6原子30电子7原子48电子N2, CN-, C22-, C2H2, NO+F2, O22-, H2O2, N2H4, C2H6, CH3NH2, NH2OH, CH3FCO2, N2O, NCO-, N3-, NO2+, SCN-, HgCl2, BeCl2(g)，O3, SO2, NO3-SO3(g), CO32-, NO3-, BO33-, BF3SO32-, ClO3-, BrO3-, IO3-, XeO3CH4, SiH4, NH4+, PH4+, BH4-CCl4, SiF4, SiO44-, SO42-, ClO4-C6H6, N3B3H6(俗称无机苯)AlF63-, SiF62-, PF6-, SF6直线型直线型直线型折线型平面三角型三角锥型正四面体型正四面体型平面六边型八面体型高考化学新热点——等电子原理刘鑫茹1、等电子原理1919年，美国化学家Irving Langmuir在大量实验事实的基础上总结出一条经验规律，即等电子原理：原子数相同，电子数相同的分子，结构相似，物理性质相近。

等电子体的书写和应用■戴荣泽一、等电子体的书写等电子体是具有相同的原子总数和价电子总数的分子或离子．等电子体的书写关键在于原子总数相同和价电子数均相同，书写时，常常从三个方面书写，下面以书写CO 2的等电子体为例，简单介绍等电子体的书写方法．1．同族元素上下换“同族元素上下换”就是按照元素周期表中同主族元素最外层电子数相等的规律，用相同主族的其他元素去替换，不改变价电子总数，即可得到相应的等电子体．如用C 和O 的同族元素去替换，很容易书写出CO 2的等电子体，如CS 2等．2．相邻元素左右移“相邻元素左右移”就是按照元素周期表中同周期元素从左到右最外层电子数依次递增的规律，将微粒中的几种（一般为两种）元素的原子向相反方向移动得到新的原子（在移动过程中要保证价电子总数不变），重新组合即可得到相应的等电子体．如将C 向右移一格变成N ，将1个O 向左移一格也变成N ，得到N 2O ；由C 向左移两格变成Be ，2个O 各向右移一格变成2个F ，得到BeF 2，再结合方法1，得到BeCl 2．按照这种方法得到CO 2的等电子体有N 2O 、BeCl 2等（书写时要注意舍去离子晶体和原子晶体）．3．电子电荷相互换“电子电荷相互换”就是在价电子总数不变的条件下，将部分电子变换为微粒所带电荷，将分子改写成离子或将离子改写成分子，或将离子改成电荷不等的离子．如若要书写与CO 2互为等电子体的阴离子，价电子总数16可改为15+1或14+2等．“15+1”表示三个原子最外层电子数之和为15，该原子团带1个单位负电荷．具体有（3+6+6）+1或（5+5+5）+1或（4+5+6）+1等，相应改写出BO －2（或AlO －2）或N －3或CNO －等．同理可以书写符合“14+2”的等电子体．这样阴离子主要有N －3、AlO －2、CNO －、BeO 2－2．若要书写与CO 2互为等电子体的阳离子，价电子总数16可改为17－1等，表示三个原子最外层电子数之和为17，该原子团带1个单位正电荷．综上所述，CO 2的等电子体常见的有：CS 2、N 2O 、BeCl 2、BeO 2－2、CNO －、SCN －、AlO －2、N －3等．例1（2014年江苏卷）（2）与OH －互为等电子体的一种分子为（填化学式）．解析：根据“电子电荷相互换”，OH －的价电子总数8可以改为1+7得到HF ，2+6得到BeO （高中阶段不作要求，舍去），3+5得到BN （原子晶体中不存在分子，舍去），4+4得到SiC （舍去）．例2（2014年南京三模）（3）BaCO 3为离子化合物．CO 2－3中碳原子的杂化类型为，写出一种与CO 2－3互为等电子体的阴离子：（填化学式）．解析：与CO 2－3互为等电子体的微粒可以有BF 3、BCl 3、SO 3、AlCl 3、NO －3等．BF 3的空间构型是平面三角形，中心原子B 是sp 2杂化，因此CO 2－3中碳原子的杂化类型为sp 2．与CO 2－3互为等电子体的阴离子为NO －3．点评：利用上述方法书写等电子体是时，书写出的微粒可能较多，我们应该从中挑选较为熟悉较为常见的微粒答题，避免出现错误．二、等电子体原理的应用例3（2012年江苏卷）（1）②NO －3的空间构型是（用文字描述）．（2）①根据等电子体原理，CO 分子的结构式为．解析：（1）解答本小题，可以利用杂化轨道理论也可以利用等电子原理．根据杂化轨道理论，N 的孤电子对数=12（a －xb ）=12（5+1－2ˑ3）=0，所以N 的价层电子对数为3，因此N 为sp 2杂化，NO －3的空间构型是平面正三角形．根据等电子原理，利用“电子电荷相互换”，得到与NO －3互为等电子体的有SO 3、BF 3．BF 3是我们较为熟悉的微粒，它的空间构型是平面三角形，因此NO －3的空间构型也是平面三角形．（2）根据“相邻元素左右移”，很快知道它的等电子体是N 2，所以CO 的结构式为C ≡O ，也可以写成C O．例4（2014年四川卷）…，XY 2是红棕色气体；…，请回答下列问题：（2）XY －2离子的立体构型是．解析：XY 2是红棕色气体容易推知XY 2是NO 2，XY －2离子为NO －2，与NO －2互为等电子体的是SO 2，因此NO －2的立体构型是V 型．·44·例5科学家把NaNO 3和Na 2O 在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO 2－4互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构．该阴离子的电子式是，其中心原子N 的杂化方式是．解析：根据题意，NaNO 3和Na 2O 在一定条件下反应得到的产物为Na 3NO 4，阴离子NO 3－4与SO 2－4互为等电子体，而SO 2－4与CCl 4互为等电子体，因此NO 3－4的立体构型是正四面体，其中氮原子采取sp 3杂化．NO 3－4的电子式与CCl 4相似，电子式为例6（2013年石家庄二模）二氧化钛（TiO 2）是常用的、具有较高催化活性和稳定性的光催化剂．O 2在其催化作用下，可将CN －氧化成CNO －．CN －的电子式为，CNO －的中心原子的杂化方式为．解析：CN －与N 2是等电子体，因此电子式为［ʒC Nʒ］－．CNO －与CO 2是等电子体，因此中心原子杂化方式相同，是sp 杂化．点评：根据等电子原理，互为等电子体的微粒具有相同的空间构型和化学键类型等结构特征．利用等电子原理书写电子式、判断空间结构、化学键特征、中心原子的杂化类型等方面能够起到很好的效果．巩固练习1．（2014年上海卷）已知CS 2与CO 2分子结构相似，CS 2的电子式是．CS 2熔点高于CO 2，其原因是．2．（2014年天津卷）（4）晶体硅（熔点1410ħ）是良好的半导体材料．由粗硅制纯硅过程如下：Si （粗）Cl 2→ 460ħSiCl 4→蒸馏SiCl 4（纯）H 2→ 1100ħSi （纯）写出SiCl 4的电子式：．3．（1）写出与N －3互为等电子体的分子和离子：、（各举1例），由此可推知N －3的空间构型是．（2）根据等电子体原理，推测无机化合物B 3N 3H 6的空间构型为：．答案：1．CS 2和CO 2（固态）都是分子晶体，CS 2的相对分子质量比CO 2大，因此CS 2熔点比CO 2高．2．3．（1）N 2O 或CO 2；OCN －或SCN －或NO +2或AlO －2或BeO 2－2；直线型（2）平面六边形（提示：与C 6H 6互为等电子体）［江苏省泰兴市第二高级中学（225400）］“盐类的水解”知识聚焦■师殿峰一、盐类的水解的概念与实质在溶液中盐的离子跟水所电离出来的H +或OH －结合生成弱电解质（弱酸、弱酸的酸式酸根离子或弱碱）的反应，叫做盐类的水解．盐类的水解的实质是：盐电离出的弱酸根离子或弱碱根离子与水电离出的H +或OH －结合生成弱电解质分子（或离子），破坏了水的电离平衡，水的电离平衡向电离方向移动并达到新的电离平衡，使溶液中c （H +）≠c （OH －），溶液显酸性或碱性．盐类的水解反应可以看作是中和反应的逆反应．注意：在纯水中加入能够水解的盐，会促进水的电离，使水的电离平衡向右移动．二、盐类的水解的特点盐类的水解一般具有四大特点：①可逆：大部分盐的水解是可逆的；②吸热：盐类的水解属于吸热反应；③分步：含有多元弱酸根离子（如CO 2－3、S 2－）的正盐的水解是分步进行的，且以第一步水解为主（多元弱碱根离子的水解也是分步进行的，情况比较复杂，在中学阶段可认为是一步进行）；④微弱：大部分盐的水解是微弱的，水解程度很小．但是，有少数盐（如Al 2S 3）的水解能进行到底．三、盐类的水解情况和盐溶液酸碱性的比较盐类的水解情况和盐溶液的酸碱性跟盐的组成密切相关．正盐的水解情况和其溶液的酸碱性的比较见表1．表1盐水解的离子对水的电离平衡的影响c （H +）与c （OH －）的关系溶液的酸碱性强酸弱碱盐弱碱根阳离子向右移动c （H +）＞c （OH －）酸性强碱弱酸盐弱酸根阴离子向右移动c （H +）＜c （OH －）碱性强酸强碱盐无不移动c （H +）=c （OH －）中性·54·。