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1、化学比赛新热门等电子原理化学比赛新热门等电子原理构造决定性质，性质反应构造；构造是物质性质的根源，性质是物质构造的详细表现。这是贯串整个化学学习过程中，学生需要要点掌握的物质构造思想。作为物质构造与性质选修模块的拓展，等电子原理已成为各级化学比赛试题的考察新热门。主假如因为这种试题所涵盖的知识拥有极强的辐射性和发散性特色，能较好的考察学生对物质构造原理的活用，特别是对该原理的迁徙和逻辑推理能力。为了便于学生掌握这一考点，笔者平等电子原理进行了剖析、概括，以供大家参照。1、等电子原理19，美国化学家IrvingLangmuir在大批实验事实的基础上总结出一条经验规律，即等电子原理：原子数相同，电
2、子数相同的分子，构造相像，物理性质邻近。拥有等电子特色的微粒互称为等电子体。常有的等电子体如N2和CO，其性质比较如表1。表1CO与N2的性质对照CON2原子个数22电子总数1414价电子数1010成键特色共价叁键（一个键和两个键，共价叁键（一个键和两个键，且且有一个空的轨道）有一个空的轨道）离解能/kJmol-11075946熔点/K8377沸点/K253252密度/gcm-30.7930.796临界温度/K133127临界压强/MPa3.63.52、等电子原理运用时需要注意的几个问题2.1明确等电子原理的含义等电子原理中所讲的“电子数相等”既能够是指总电子数相等（如CO和N2，均为14），
3、也能够是指价电子数相等（如N2和CN-，均为10）。因此互为等电子体的微粒能够是分子，也能够是离子。注意的是，若按价电子数相等计数时，此市价电子总数包含重原子（原子序数4）供给的价电子以及轻原子(H、He、Li)用来与重原子成键的电子，如N2和C2H2互为10电子体，此中，C2H2的总电子数就包含两个H原子与C原子形成C-H键的电子。别的，等电子原理中所指的“原子数相等”往常指的是重原子个数相等；“构造/相像”也是针对重原子而言。所以，等电子原理也能够理解为：重原子数相等，总电子数相等的分子或离子，重原子的空间构型往常拥有相像性。2.2明确等电子原理合用的范围运用等电子原理展望分子或离子的空间
4、构型时，不可以简单的以为价电子数相等的两种微粒即为等电子体，一定注意等电子体用于成键的轨道拥有相像性。比如CO2和SiO2，若单从价电子数相等角度考虑，二者看似互为等电子体，实则否则，二者的空间构造相差甚远。原由是，在CO2中，除了C原子以sp杂化轨道分别与2个O原子的p轨道以键联合，还有2个离域的键；而SiO2中Si原子以sp3杂化轨道分别与4个O原子的p轨道以键联合，同时，Si原子的d轨道还与O原子的P轨道形成了离域的键。所以，成键轨道能否拥有相像性是运用等电子原理判断分子或离子空间构型的前提。3、常有的等电子体中学常有的等电子体价电子数有8、10、14、16、18、24、26、30、32
5、、48十种，依据重原子总数的不一样能够归类以下（表2）。表2常有的等电子体及空间构型等电子种类2原子10电子2原子14电子3原子16电子3原子18电子4原子24电子4原子26电子5原子8电子5原子32电子常有等电子体N2,CN-,C22-,C2H2,NO+2-,H2O2,N2H4,C2H6,CH3NH2,NH2OH,CH3FF2,O2-+-CO2,N2O,NCO,N3,NO2,SCN,HgCl2,BeCl2(g)，O3,SO2,NO3-2-3-SO3(g),CO3,NO3,BO3,BF3SO32-,ClO3-,BrO3-,IO3-,XeO3+-CH4,SiH4,NH4,PH4,BH4CCl4,
6、SiF4,SiO44-,SO42-,ClO4-C6H6,N3B3H6(俗称无机苯)AlF63-,SiF62-,PF6-,SF6空间构型直线型直线型直线型折线型平面三角型三角锥型正四周体型正四周体型平面六边型八面体型6原子30电子7原子48电子4、等电子原理的考察4.1考察等电子体的书写例1.（湖北化学比赛初赛试题）H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分宽泛。1979年化学家将H2O2滴入到含SbF5的HF溶液中，获取了一种白色固体A。经剖析，A的阴离子呈八面体构造，阳离子与羟胺NH2OH是等电子体。（1）确立A的构造简式。写出生成A的化学方程式。（2）若将H2O2投入到液氨中，可获取白色固体B。红
7、外光谱显示，固态B存在阴阳两种离子，此中一种离子呈正四周体。试确立B的构造简式。（3）上述实验事实说明H2O2的什么性质？分析此题第（1）、（2）问是平等电子原理的间接考察。A的阴离子呈八面体构造，联合题目所给信息，剖析可知，A的阴离子应当是PF6-的等电子体SbF6-；A的阳离子与羟胺NH2OH是等电子体，相同结合题干信息剖析可知，阳离子应当是H3O2+。综上所述，A的构造简式为H3O2+SbF6-。固态B存在阴阳两种离子，此中呈正四周体构造的必为NH4+，阴离子应当是H2O2的等电子体HO2-，所以B的构造简式为NH4OOH。答案（1），（ 2）NH4OOH（ 3）上述实验事实说明H2O2
8、既拥有酸性，又拥有碱性。4.2考察等电子体的构造例2.（1998全国化学比赛试题）锇的名称源自拉丁文，原意“气味”，这是因为锇的粉末会被空气氧化为有恶臭气味的OsO4(代号A，熔点40，沸点130)。A溶于强碱转变成深红色的OsO4(OH)22-离子（代号B）。向含B的水溶液中通入氨，生成C，溶液的颜色转变成淡黄色。C十分稳固，是A的等电子体，此中锇的氧化态仍为+8。红外谱图能够检出分子中某些化学键的振动汲取。红外谱图显示，C有一个四氧化锇所没有的振动汲取。C的含钾化合物是黄色的晶体，与高锰酸钾类质同晶。（ 1）写出C的化学式。（ 2）写出A、B、C最可能的立体构造。分析：此题所给信息许多，但
9、认真剖析以后不难发现，C物质是众多信息的核心，如C是OsO4(OH)22+与NH3反响的产物；C是OsO4的等电子体；C的含钾化合物（KC）与KMnO4类质同晶等。所以，解答此题最理智的做法是以C为中心建构关系图，理清互相间的联系，从而确立C的构成。思虑线索可图解以下：C是OsO4(OH)22+与NH3反响的产物表示C中应当有N；C的含钾化合物KC是KMnO4的类质同晶可确认C4C中Os的氧化态仍等于+8，所以,可确立C的化学式为3-是-1价离子；又知C是OsO的等电子体且OsON；这个构造与C中有一个OsO4没有的化学键恰巧符合。-答案（1）OsO3N（ 2）例3.（1991安徽化学比赛试题
10、）19Langmuir提出：“凡原子数与电子总数相等的物质，则构造相同，物理性质邻近”，称为等电子原理。相应的物质互称为等电子体。(BN)n是一种新的无机合成资料，它与某单质互为等电子体。工业上制造(BN)n的方法之一是用硼砂和尿素在10731273K时反响，获取-(BN)n及其他元素的氧化物，-(BN)n可作高温润滑剂、电器械料和耐热资料等。如在更高的温度下反响，可制得-(BN)n，-(BN)n硬度特别高，是作超高温耐热陶瓷资料、磨料、精细刀具的好资料。试问：（ 1）它与什么单质互为等电子体？（ 2）写出硼砂与尿素反响的方程式。（ 3）依据等电子原理画出-(BN)n和-(BN)n的构造。分析
11、因为BN的价电子数=3+5=8，(BN)n的价电子数为8n（24n），运用等量异质替代(BN)n(C2)n。再依据题中所给信息，与碳的同素异形体进行类比，可知与金刚石和石墨的价电子数（4n）相等（n，4n与24n相等）。由此可推知：-(BN)n构造与石墨相像，而-(BN)n与金刚石相像。答案（1）-(BN)n、-(BN)n与石墨、金刚石互为等电子体。（2）nNa2B4O7+2nCO(NH2)2=4(BN)n+Na2O+4nH2O+2nCO2（ 3）-(BN)n-(BN)n4.3考察等电子体的性质例4.（浙江化学比赛试题）以下图中，A、B、C、D、E、F在常温时均为气体，A、B分子中的电子数相同，G、H均为含氧化合物，此中反响生成的水及含铜化合物均略去，反响条件未注明。试依据上图各物质间的变化回答以下问题：（1）写出X的化学式；（2）写出物质C和Y的电子式：C、Y；（3）反响的化学方程式；（4）反响的离子方程式；（5）在上述各步反响中，有两种物质既做氧化剂又做复原剂，它们是、。分析这是一道典
