新课程要求下重温“等电子原理”

发布时间:2019-03-22  点击量:

作者:王利平
  【摘要】以教材人教版第33页关于“等电子原理”的概念,引出了概念中所涉及的相似之处,对几个相似之处进行了拓展,教学效果表明,深入挖掘课本从教材的基本概念、基本原理入手,可达到事半功倍的效果,让学生从题海中跳出,以教材为本,不断提升能力。
  【关键词】等电子 等构型 等杂化 等性质
  【中图分类号】O641 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)49-0146-01
  一、从概念出发判断等电子体
  从概念入手,“原子总数相同,价电子总数相同的分子或离子互为等电子体。”特别值得一提的是:是价电子总数相同而不是电子总数相同。例如CO2和N2O虽然它们是三原子分子,电子总数也均为22,但最重要的是价电子总数也均为16,故它们互为等电子体,与它们互为等电子体的还有NO2+、N3-、OCN-、SCN-等。常见的互为等电子体的分子或离子有:
  N2、CO均为10个价电子的分子,且为双原子分子,故它们互为等电子体,与N2CO互为等电子体的还有C22-
  O3、SO2为18个价电子的分子,且均为三原子分子,故它们互为等电子体,与SO2、O3互为等电子体的还有NO2-
  CO32-、SO3为24个价电子的粒子,且均为四原子微粒,故它们互为等电子体,与CO32-、SO3互为等电子体的还有NO3-
  SO32-为26个价电子的离子,与SO32-互为等电子体的是PO33-、ClO3-
  CCl4为32个价电子的分子,与CCl4互为等电子体的是PO43-、SO42-
  二、从概念出发推写物质的路易斯结构式
  根據等电子原理,等电子体之间具有相似的化学键特征,由此我们可以从已学物质的路易斯结构式推测不常见物质的路易斯结构式。
  例如CO2的路易斯结构式为 推测N2O的路易斯结构式:
  三、从概念出发计算σ键、π键数目
  根据等电子体之间具有相似的化学键特征,我们还可以在结构的基础上数出σ键、π键的多少。
  例如:CO2结构式为O=C=O,其中有2个σ键、2个π键
  故N2O中也是2个σ键、2个π键。
  N2结构式为N≡N,其中有1个σ键、2个π键
  故CO结构中有也具有1个σ键、2个π键
  CO32-的结构式为 其中有3个σ键、1个π键,故NO3-也具有3个σ键、1个π键。
  四、从概念出发判断分子或离子的空间构型
  CO2中心原子的价层电子对数为2(σ)+ (孤电子对数)=2根据价层电子对互斥理论可知CO2为直线形分子。
  由于N2O与CO2互为等电子体,所以N2O也为直线形分子。
  CO32-中心原子的价层电子对数为3+ =3,根据价层电子对互斥理论可知CO32-为平面三角形。
  由于NO3-与 CO32-互为等电子体,所以NO3-为平面三角形。
  CCl4分子中中心原子的价层电子对数为4+ =4,根据价层电子对互斥理论可知,CCl4分子是正四面体形。
  由于PO43-、SO42-与CCl4互为等电子体,所以PO43-、SO42-也为正四面体形。
  五、从概念出发判断中心原子的杂化方式
  由CO2中C原子价层电子对数为2,以sp杂化,推知N2O中的N也是sp杂化。
  由CO32-中C原子价层电子对数为3,以sp2杂化,推知NO3-中的N也是sp2杂化。
  由CCl4中的C原子价层电子对数为4,以sp3杂化,推知PO43-中P也是sp3杂化
  六、从概念出发预测物质的性质
  在定义中“等电子体的许多性质是相似的”。具体表现在哪些方面呢?据有关文献介绍,等电子体之间主要在物理性质上表现出相似性。
  教材P32页的表格比较了等电子体CO和N2的物理性质。熔、沸点,在水中的溶解度等表现出它们的相似性。
  通过以上分析,我们也不难发现,只要深刻理解课本中概念重要原理的内涵和外延,那么与此相关的知识点及应用就可以迎刃而解了,重视教材、挖掘教材、延伸教材,感悟教材这是我们师生共同追求的学习最高境界。
  参考文献:
  [1]北京师范大学高等教育出版的第四版《无机化学》上册.

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