化学自习室移动版

一、问题提出

(1)比较N₂和CO的结构、性质，填写下表空格：

(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^－、C₂^2－、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CO₃^2－，NO₃^－；BF₃为原型，用电子换电荷法写出BO₃^3－。它们为平面正三角型结构的微粒。

(5) 以V形的SO₃^2－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、 SiO₄^4－、SO₄^2－、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^－、SiF₆^2－、AlF₆^3－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