
【必備知識】
定義:原子總數(shù)、價電子總數(shù)相同的分子具有相似的化學鍵特征(空間構型相同),它們的許多性質(物理性質)是相近的。
如何快速找到等電子體?
①同族元素互換法:同主族元素最外層電子數(shù)相等。
例、O3→SO2
②價電子遷移法:將某原子的價電子逐一轉移給另一原子,相應原子的質子數(shù)也隨之減小或增加。
N2→CO N3-→CNO-
③電子-電荷互換法:將某原子的價電子轉為粒子所帶的電荷,可以實現(xiàn)分子離子的互換。
N2O→N3-
常見等電子體
等電子體的應用
預測分子空間的構型和性質
例、在N2、CO2、 CO 、N2O之間互為等電子體的是誰?請預測:N2O的幾何構型?CO中的共價鍵類型?
【答案】N2與CO、CO2與N2O互為等電子體。N2O為直線形。CO中存在碳氧三鍵。
【跟蹤練習】
1、下列幾組微?;榈入娮芋w的是( )
①N2和CO ②NO和O2+ ③CO2和CS2 ④N2O和N3- ⑤NO2-和O3 ⑥BF3和SO3
A.①②③B.④⑤⑥ C.①③④⑥D.①②③④⑤⑥
【答案】D
2、下列物質的分子與O3分子的結構最相似的是( )
A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2
【答案】 C
【解析】 H2O分子中氧原子采用sp3雜化方式;CO2中碳原子采用sp雜化方式;BeCl2中Be原子采用sp雜化方式。
3、(2022·福州高級中學月考)美國科學家合成了含有Neq \\al(+,5)的鹽類,含有該離子的鹽是高能爆炸物質,該離子的結構呈V形,如圖所示。以下有關該物質的說法不正確的是( )
A.每個Neq \\al(+,5)中含有35個質子和34個電子 B.該離子中有非極性鍵和配位鍵
C.該離子中含有4個π鍵 D.與PCleq \\al(+,4)互為等電子體
【答案】D
【解析】1個氮原子中含有7個質子、7個電子,則1個N5分子中含有35個質子、35個電子,Neq \\al(+,5)是由N5分子失去1個電子得到的,則1個Neq \\al(+,5)離子中有35個質子,34個電子,故A項正確;Neq \\al(+,5)中氮氮三鍵是非極性共價鍵,中心的氮原子有空軌道,兩邊的2個氮原子提供孤電子對形成配位鍵,故B項正確;1個氮氮三鍵中含有2個π鍵,所以該離子中含有4個π鍵,故C項正確;Neq \\al(+,5)和PCleq \\al(+,4)具有相同原子數(shù),但價電子數(shù)分別為24、27,不是等電子體,故D項錯誤。
4、按要求回答問題
(1)CNS-、NO2+具有相同的通式:AX2,它們的價電子總數(shù)都是16,因此它們的結構與由第二周期兩元素組成的________分子的結構相同,呈________形,NO2+的中心原子的價電子數(shù)為________。
(2)CO32-、NO3-等微粒具有相同的通式:________,它們的價電子總數(shù)都是________,因此它們與由ⅥA族兩元素組成的________分子的結構相同,呈________形,CO32-中心原子的價層電子對數(shù)為________。
(3)已知HN3是一種弱酸,其在水溶液中的電離方程式為HN3H++Neq \\al(-,3),與Neq \\al(-,3)互為等電子體的一種分子為________,Neq \\al(-,3)離子雜化類型為________雜化。
(4)H2SeO3的中心原子雜化類型是________雜化;SeOeq \\al(2-,3)的立體構型________;與SeO42-互為等電子體的分子有________(任寫一種)。
(5)H2SeO3的中心原子雜化類型是____________,Se的空間構型是____________,與SeOeq \\al(2-,3)互為等電體的分子有______________(寫一種物質的化學式即可)。
(6)B(OCH3)3中B采用的雜化類型是____________。寫出兩個與B(OCH3)3具有相同空間構型的分子或離子:________________________________________________。
(7)(2020·新課標Ⅲ)NH3BH3分子中,與N原子相連的H呈正電性(Hδ+),與B原子相連的H呈負電性(Hδ-),電負性大小順序是_________________。與NH3BH3原子總數(shù)相等的等電子體是_________(寫分子式),其熔點比NH3BH3____________(填“高”或“低”),原因是在NH3BH3分子之間,存在___________,也稱“雙氫鍵”。
(8)(2020·江蘇卷)與NH4+互為等電子體的一種分子為_______________(填化學式)。
【答案】(1)CO2 直線 2 (2)AX3 24 SO3 3 (3)CO2 sp (4)sp3 三角錐 CCl4或SiF4
sp3 三角錐形 PCl3 (6)sp2 SO3、COeq \\al(2-,3)(或其他合理答案)
(7)N>H>B CH3CH3 低 Hδ+與Hδ?的靜電引力 (8) CH4或SiH4
【解析】(7)NH3BH3分子中,與N原子相連的H呈正電性,說明N的電負性大于H;與B原子相連的H呈負電性,說明H的電負性大于B,因此3種元素電負性由大到小的順序為N>H>B。NH3BH3分子中有8個原子,其價電子總數(shù)為14,N和B的價電子數(shù)的平均值為4,依據(jù)等量代換的原則,可以找到其等電子體為CH3CH3。由于NH3BH3分子屬于極性分子,而CH3CH3屬于非極性分子,兩者相對分子質量接近,但是極性分子的分子間作用力較大,故CH3CH3熔點比NH3BH3低。NH3BH3分子間存在“雙氫鍵”,類比氫鍵的形成原理,說明其分子間存在Hδ+與Hδ-的靜電引力。等電子(價電子)類型
常見等電子體
空間結構
2原子10電子
CO、N2、CN-、Ceq \\al(2-,2)、NO+
直線形
2原子14電子
F2、Oeq \\al(2-,2)、Cl2
直線形
3原子16電子
CO2、N2O、CNO-、Neq \\al(-,3)、NOeq \\al(+,2)、SCN-、HgCl2、BeCl2(g)、CS2
直線形
3原子18電子
O3、SO2、NOeq \\al(-,2)
角形
4原子8電子
NH3、PH3、CHeq \\al(-,3)、H3O+
三角錐形
4原子24電子
SO3(g)、COeq \\al(2-,3)、NOeq \\al(-,3)、BOeq \\al(3-,3)、BF3
平面三角形
4原子26電子
SOeq \\al(2-,3)、ClOeq \\al(-,3)、BrOeq \\al(-,3)、IOeq \\al(-,3)、XeO3
三角錐形
5原子8電子
CH4、SiH4、NHeq \\al(+,4)、PHeq \\al(+,4)、BHeq \\al(-,4)
正四面體形
5原子32電子
CCl4、SiF4、SiOeq \\al(4-,4)、SOeq \\al(2-,4)、ClOeq \\al(-,4)
正四面體形
12原子30電子
C6H6、N3B3H6(俗稱無機苯)
平面六邊形
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