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等电子体原理、书写及应用

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 等电子体
(1)比较N 2 和CO的结构、性质,填写下表空格: 分子 N 2 CO 结构 原子数 2 2 电子数 14 14 价电子数 10 10 空间构型 直线形 直线形 性质 沸点/℃ -195.81 -191.49 熔点/℃ -210.00 -205.05 液体密度/G·cm-3 0.796 0.793 (2)根据上表,你能得出的结论是:CO分子和N

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一、问题提出

(1)比较N2和CO的结构、性质,填写下表空格:

分子

N2

CO

结构

原子数

2

2

电子数

14

14

价电子

10

10

空间构型

直线形

直线形

性质

沸点/℃

-195.81

-191.49

熔点/℃

-210.00

-205.05

液体密度/g·cm-3

0.796

0.793

(2)根据上表,你能得出的结论是:CO分子和N2分子具有相同的原子总数、相同的价电子数,其某些物理性质相近。

二、定义

等电子原理是指原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子具有相似的化学键特征,它们的许多性质(主要是物理性质)是相近的。满足等电子原理的分子或离子互称为等电子体

特例:SiO2和CO2虽都满足以上“价电子数相同、原子总数相同”的条件,但CO2中C原子按照sp方式杂化,CO2中含有2个σ键还有2个π键,形成直线形分子;SiO2中Si以sp3杂化轨道分别与4个O形成四个σ键,形成硅氧四面体,结构不相似,物性相差很大,非等电子体。

三、书写等电子体的方法

(1) 2原子、10价电子的等电子体,以N2和CO为原型,用电子换电荷的方法,可推出CN、C22-、NO等微粒,模仿N2来写其电子式和结构式。

(2) 3原子、16价电子的等电子体,以CO2, N2O为原型,用电子换电荷、同族元素互换法,得CNO, N3, NO2, SCN。按照CO2书写等电子体的电子式和结构式,它们是直线形微粒。

(3) 3原子18价电子等电子体,以O3, SO2为原型,采用电子换电荷的方法,推出NO2。它们的分子结构为V形。

(4) 以SO3为原型,用电子换电荷法可写出CO32,NO3;BF3为原型,用电子换电荷法写出BO33。它们为平面正三角型结构的微粒。

(5) 以V形的SO32为原型,通过电荷换电子法得 ClO3;同族互换得BrO3、IO3

(6) 正四面体形微粒CH4为原型,同族互换得SiH4, 电子换电荷得NH4、pH4、BH4

(7) 以正四面体的CCl4为原型,可推得等电子体SiF4、 SiO44、SO42、ClO4

(8) 以苯C6H6为原型可以推出N3B3H6(无机苯),2C价电子相当于1个B,1个N。其微粒为平面正六边形。

(9) 以八面体形的SF6为原型可以推出PF6、SiF62-、AlF63-等。

四、等电子体应用:

等电子体的许多性质是相近的,空间构型是相同的。利用等电子体可以:

①判断一些简单分子或离子的空间构型;

②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料;

③利用等电子原理针对某物质找等电子体。

五、一些常见的等电子体

类型

实例

空间构型

双原子10电子的等电子体

N2、CO、NO、C22-()、CN

直线形

三原子16电子的等电子体

CO2、CS2、N2O

NO2+、N3、BeCl2(g)

直线形

三原子18电子的等电子体

NO2、O3、SO2

V形

四原子24电子的等电子体

NO3、CO32、BO33、CS32-、BF3、SO3(g)

平面三角形

四原子26电子的等电子体

NF3、PCl3、SO32、ClO3

三角锥形

五原子8电子的等电子体

CH4、SiH4NH4、pH4+、BH4、AlH4

正四面体

五原子32电子的等电子体

SiF4、CCl4、BF4-、SO42、PO43

)

四个σ键,

正四面体型


(责任编辑:化学自习室)
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