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    星际争霸2混合体_解读“等电子体”

    时间:2019-02-07 03:22:19 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      文章编号:1005-6629(2009)02-0079-02中图分类号:G632.479文献标识码:B      在研究分子结构时发现,CO分子与N2分子结构非常相似,它们的分子中电子总数都是10,都形成1个σ键和2个π键,键能都较大,物理性质也非常相似。(如下表)
      
      根据许多类似的实验事实,人们总结出一条经验规律:
      等电子原理:具有相同价电子数(或全部电子数)和相同原子数的分子或离子,具有相同的结构特征。
      1等电子体的概念
      符合等电子原理的微粒互为等电子体。
      2等电子体的特征
      互为等电子体的微粒,结构相似,物理性质非常相近。
      3等电子体的应用
      3.1判断一些简单分子或离子的立体构型
      例如SiCl4、SiO44-、SO42-的原子数目和价电子数目都相等,它们互为等电子体,中心原子采取SP3杂化,都为正四面体的立体构型。
      [例1]HN3称为叠氮酸,N3-是类卤离子,请回答:
      (1)N3-与______分子互为等电子体,写出N3-的空间构型和结构式__________、_________。
      (2)指出N原子的杂化方式和成键方式。
      (3)比较HN3与HX(卤化氢)的酸性、热稳定性、还原性大小。
      (4)HN3与银盐作用,可得一种不溶于水的白色固体,该固体加热时会发生爆炸,写出反应的离子方程式:_____________。
      解析:N3-与CO2互为等电子体,则HN3与H2CO3性质相近,故答案:(1)CO2、直线型、(N=N=N)-;(2)sp12个σ键2个π键;(3)酸性:HX>HN3热稳定性:HX>HN3、还原性:HN3>HX;(4)HN3+Ag+=AgN3↓+H+
      [例2](2007年山东模拟):W、X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大,其中Y原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相等,且无空轨道;X原子的L电子层中未成对电子与Y相同,但还有空轨道;W、Z的原子序数相差10,且Z原子的第一电离能在同周期中最低。
      (1)写出下列元素的元素符号:W_______、X_______、Y_______、Z_______。
      (2)XY分子中,X原子与Y原子都达到8电子稳定结构,则XY分子中X原子和Y原子用于成键的电子数目分别是_______、_______;根据电子云重叠方式不同,分子里共价键的主要类型有_______。
      解析:由已知条件分析得知:XY分子为CO,在高中教材中并未介绍CO分子的结构特征,但由于N2与CO互为等电子体,所以CO分子中也存在三键,电子式为:其中有一个是氧原子单独提供的孤对电子对形成的键,故答案:(1)WH、XC、YO、ZNa、(2)成键的电子数目分别为是 2 、 4 ;分子里共价键的主要类型有1个σ,2个π键。
      3.2利用等电子原理性质上的相似制造新物质
      如晶体硅与锗、磷化铝(AlP)与砷化镓(GaAs)都是良好的半导体材料。
      [例3]现有一种新型的无机非金属材料BN,它的一种同分异构体a-BN晶体为层状结构,则该物质的结构、性质和用途的叙述正确的是:
      A:a-BN是一种坚硬耐磨材料,类似于金刚石。
      B:若层状结构中有n个硼原子,就有n个六元环。
      C:已知a-BN在水蒸气作用下能微弱水解,则水解产物为B2H6和HNO3。
      D:a-BN晶体中各原子均达到八电子稳定结构。
      解析:由题干分析a-BN与石墨(C―C)互为等电子体,结构相似、性质相近;BN中B为+3价、N为-3价,根据水解机理,则水解产物为NH3和H3BO3;a-BN晶体中B原子为6电子稳定结构;由石墨层状结构可推知,应选B。
      3.3利用等电子原理针对某物体找等电子体
      [例4]1919年Lcmgmuir提出等电子原理:原子数相同,电子总数相同的分子,互为等电子体。结构相似,物理性质非常相近。
      (1)根据上述原理,仅有第2周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是:______和______、______和______。
      (2)此后,等电子原理又有所发展:只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相等,他们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO2-互为等电子体的分子有:_______。
      解析:(1)N2与CO、CO2与N2O; (2)NO2-互为等电子体的分子有:O3、SO2。
      例5.甲、乙、丙、丁、戊具有如图所示的结构或结构单元,图中四面体外可能有的部分未画出,只有实线表示共价键,X、Y可同可不同。已知:甲、乙晶体类型相同,单质甲能与乙发生置换反应,丙、丁、己三种微粒均含有等量的总电子数,其中丙、己是同一类晶体中的分子,已在常温下呈液态,能产生两种10电子的微粒。丁是阳离子且与丙符合“等电子原理”。戊与丙结构相似,但分子中多了24个价电子。
      (1)写出液态己产生两种等电子微粒的电离方程式:________
      (2)X、Y原子的最外层都满足8电子稳定结构的分子是:A.甲 B.乙 C.丙 D.戊 E.己
      (3)丙是目前重要的能源之一,丙和己在催化剂、加热条件下得到可燃性的两种气体,其反应的化学方程式_______。
      (4)写出一种与己符合“等电子原理”的离子:________
      解析:符合正四面体结构的有:金刚石、晶体硅、SiO2、NH4+、CH4、CCl4等;与H2O互为等电子体的有:NH2-;与CH4互为等电子体的有:NH4+;与CCl4互为等电子体的有SiCl4、SO42-、PO43-、SiO42-再结合题干信息可得出:甲为金刚石、乙为SiO2、丙为CH4、丁为NH4+、戊为CCl4或SiCl4、己为H2O
      答案:(1)H2O+H2O=H3O++OH-
      (2)D
      (3)CH4+H2O CO+3H2
      (4)NH2-
      
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