王德才
[摘要]等電子體的書(shū)寫是高中化學(xué)選修3的一個(gè)重要內(nèi)容。根據(jù)粒子內(nèi)部的化學(xué)鍵特征及空間結(jié)構(gòu)書(shū)寫等電子體的基本方法主要有“左顧右盼”法和“上下替換”法。
[關(guān)鍵詞]等電子體;書(shū)寫;左顧右盼;上下替換
[中圖分類號(hào)]G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]16746058(2017)17007002
原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)都相同的分子或離子互稱“等電子體”。等電子體具有相似的化學(xué)鍵特征,它們的許多性質(zhì)很相近,這一原理稱為“等電子原理”。判斷、書(shū)寫等電子體的必要條件是原子總數(shù)和價(jià)電子總數(shù)均相等,缺一不可。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用“左顧右盼”“上下替換”的方法可收到事半功倍的效果。
一、圍繞目標(biāo)粒子書(shū)寫等電子體的基本方法
1.“左顧右盼”法
在元素周期表中,緊鄰主族元素原子間的價(jià)電子數(shù)依次相差1,書(shū)寫給定目標(biāo)粒子的等電子體時(shí),在保證原子個(gè)數(shù)不變的前提下,可用緊鄰或相隔主族元素的原子替換目標(biāo)粒子中的原子,并通過(guò)改變粒子的電荷數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)價(jià)電子總數(shù)不變。
(1)若將目標(biāo)粒子中的一個(gè)原子替換為緊鄰左側(cè)主族元素的原子時(shí),價(jià)電子總數(shù)減少1,為使價(jià)電子總數(shù)不變,可通過(guò)增加一個(gè)單位的負(fù)電荷來(lái)實(shí)現(xiàn),如CN-←—N2;若將目標(biāo)粒子中相同的兩個(gè)原子同時(shí)替換,可通過(guò)增加兩個(gè)單位的負(fù)電荷來(lái)實(shí)現(xiàn),如C2-2←—N2,以此類推。
(2)若將目標(biāo)粒子中的一個(gè)原子替換為緊鄰右側(cè)主族元素的原子時(shí),價(jià)電子總數(shù)增加1,為使價(jià)電子總數(shù)不變,可通過(guò)增加一個(gè)單位的正電荷來(lái)實(shí)現(xiàn),如NH3—→
H3O+;若將目標(biāo)粒子中相同的兩個(gè)原子同時(shí)替換,可通過(guò)增加兩個(gè)單位的正電荷來(lái)實(shí)現(xiàn),如O2-2—→F2,以此類推。
(3)若將目標(biāo)粒子中的一個(gè)原子替換為相隔左側(cè)主族元素的原子時(shí),主族序號(hào)相差幾,就增加幾個(gè)單位的負(fù)電荷,如PO3-4←—ClO-4;同理,將目標(biāo)粒子中的一個(gè)原子替換為相隔右側(cè)主族元素的原子時(shí),主族序號(hào)相差幾,則增加幾個(gè)單位的正電荷,如CO2-3—→SO3。
2.“上下替換”法
同一主族不同元素的原子價(jià)電子數(shù)相同,在原子總數(shù)不變的前提下,若將目標(biāo)粒子中一種或幾種元素替換為對(duì)應(yīng)的同一主族的其他元素時(shí),價(jià)電子總數(shù)不變,替換前后的粒子構(gòu)成等電子體,如SiF4—→CCl4、SO2→O3等。
二、圍繞目標(biāo)粒子書(shū)寫等電子體的過(guò)程圖例
1.簡(jiǎn)單分子或離子等電子體
(1)兩原子10價(jià)電子等電子體(三鍵結(jié)構(gòu),直線形)
(2)三原子16價(jià)電子等電子體(雙鍵結(jié)構(gòu),直線形)
(3)四原子26價(jià)電子等電子體(三角錐形)
(4)四原子24價(jià)電子等電子體(平面正三角形或平面三角形)
(5)五原子32價(jià)電子等電子體(正四面體形或四面