化学自习室移动版

1问题提出

关于“等电子原理”的考査已成为新课改省区高考 化学的要求之一，江苏高考化学科说明中也有明确的要 求：了解“等电子原理”的含义，能结合实例说明“等电 子原理”的应用。但是我省使用的两套教材中，关于“等 电子原理”都是轻描淡写，人教版只用三行六列的表和 三行半的文字描述，苏教版仅是用资料卡片来介绍的， 显然易造成学生理解不深刻、应用不熟练、答题错误 多等后果。因此在高三化学复习备考中师生应高度重 视、认真研究、把握内涵、精心备考。笔者在两轮的高 三复习中仔细琢磨，反复推敲，有所感悟，现和同行交 流如下。

2问题探讨

江苏高考化学科说明的要求是:了解“等电子原理” 的含义，能结合实例说明“等电子原理”的应用。对这 一考查要求，可理解为：①考生必须能正确创设某种微粒的等电子体。②考生必须能结合实例说明“等电子原 理”的应用。为此笔者就两个方面作了相应的思考和探 讨。

2.1   如何正确创设微粒的等电子体

2.1.1策略1替换思维法

根据同族元素的原子具有相同的价电子数，可进 行相应的替换，举例思考如下。例：分别写出与CF₄、 NH₃、H₂O互为等电子体分子的化学式（见表1)。

应用替换思维，学生能自然地、熟练地寻找到微粒 的等电子体。再如，将CO₂中的两个O原子替换为两个 S,可得等电子体CS₂，也可将一个O原子替换为一个S, 可得等电子体COS，将SCN^－中的S原子替换为O，可 得等电子体CNO^－或NCO^－等。

2.1.2策略2组合思维法

根据“等电子原理”原理，先满足原子总数相同， 将相关的原子进行有机组合，得到各种不同的“原子 团”。再根据价电子总数相等的要求，适当给电子或去 电子，便可创设形式不同的等电子体。举例思考探讨如 下。

 设问：如何创设与CO互为等电子体的微粒？思考探讨为：①先简单计算得CO是二原子，10个价电子微 粒。②用C、N、O三种原子有机组合满足二原子组合有五种。③将所得的五种组合，适当加、减电子可得5种等电子体（见表3)。

还可用相似的思维，创设与CO₂互为等电子体的 微粒（见表4)。

2.1.3策略3原子团电荷移动思维法

设问：分别写出与CO₃^2－、PO₄^3－互为等电子体的微粒的化学式___________ 。本题可创设如下：可将CO₃^2－所带的两个负电荷看着“两个电子”，然后将这“两个电子”逐步移向中心原子碳上便可得相应的等电子体。 即当移下“一个电子”到中心原子碳上时，原子团只带 一个单位负电荷，中心原子上的价电子就增加一个变为 5个，这时中心原子碳就可看为氮原子，自然得等电子体NO₃^－。当移下“两个电子”到中心原子碳上时，原子 团就不再带电荷，中心原子上的价电子就增加两个变为 6个，这时中心原子碳就可看为硫原子，自然得等电子体SO₃。同理将PO₄^3－移下“一个电子”可得SO₄^2－，再 移下“一个电子”可得ClO₄^－。

2.2 “等电子原理”的应用

当熟练应用以上3种思维创设等电子体后，因等 电子体间具有相似的化学键特征、相似的化学结构，因 此能由熟悉的微粒去理解不熟悉的微粒。如N₃^－与CO₂互为等电子体，那么请回答N₃^－的电子式、中心氮原子 的杂化类型、微粒的空间构型、键的类型等，因CO₂的 电子式为：，CO₂分子中碳原子采用sp杂化，分子的空间构型为直线形等。根据等电子体原理学生便能顺利迁移回答写出N₃^－的电子式为、N₃^－中心 氮原子也采用sp杂化、空间构型也为直线形、1 mol N₃^－ 中含有的π键数目为2×6.02×l0²³个。再如2010江苏 高考化学第21题，已知CaC₂中C₂^2-与O₂²⁺互为等电子体，O₂²⁺的电子式可表示为______ ； 1 mol O₂²⁺中含有的π键数目为_____ 。学生就能正确写出的O₂²⁺电子式， 1 mol O₂²⁺中含有的 π键数目为 2×6.02×l0²³ 个。

还须提醒学生，在回答该类问题时，一定要仔细审 题，审清设问要求、审清答题要求等。如，①请写出一种与CN^－互为等电子体离子的化学式__________ ，该问学生须注意要写的是离子的化学式，否则易错写为N₂或 CO，正确答案可写C₂^2-或O₂²⁺或NO^＋。②请写出一种与氮的最简单氢化物互为等电子体的离子的电子式_____ ，回答该题一要注意创设的对象是氮的最简单氢化物即NH₃，二要注意创设的是等电子体应是离子，三 答案必须写为电子式，这样正确结果应写为水合氢离 子的电子式或甲基负离子的电子式才吻合题设要求。③ 请写出写出一种与CO₃^2－互为等电子体且属于非极性分子的微粒的化学式________ ，同样要注意一是非极性分子，二是要写化学式。正确答案为SO₃或BF₃。

3感悟

通过对“等电子原理”以上探讨，学生收获的不仅 仅是“等电子原理”这一纯粹的知识，而注重的是寻找 等电子的过程，在过程中培养了学生的一种学科思维 方式，懂得了举一反三，触类旁通。潜移默化地帮助学 生更好地理解化学学科思想，提升了化学学科的思维 力。这样的探析是独创的、敏捷的、灵动的，在探析中 体验到成功的乐趣，学会了思考、学会了学习，真正实现了 “教是为了不教”。