等电子体与杂化类型的判断方法归纳.docx

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1、.一、 等电子体的判断等电子体的判断一般可采取以下几种方法:1、同族元素互换法即将既定粒子中的某元素换成它的同族元素。如:( 1) CCl 4 的等电子体确定:换 IVA 族元素有 SiCl 4 、 GeCl 4 等;换 VIIA 族元素有 CF4 、 CBr 4 、 CI 4、 CFCl 3、 ;同时换可有 SiF4 、 SiFCl 3 、 。( 2) CO2 的等电子体确定:可将 O 原子换为 S 原子得 COS、 CS2,注意不能将C 原子换为 Si 原子,因为CO 2 和 SiO 2 的结构不同(前者为分子晶体,后者为原子晶体)。同理,不能将BeCl 2的等电子体确定为MgCl 2或

2、BeF2(后两种为离子晶体)。( 3) SO4 2 的等电子体确定:将一个O 原子换为 S 原子得 S2 O32 ;NO3 的等电子体可确定为 PO 3。( 4)对于原子晶体类也可作类似推导:金刚石Cn 与晶体硅 Sin 互为等电子体。2、价电子迁移法( 1) CO2的等电子体确定,(由此也可以看出N2 与 CO 互为等电子体)得N 2O;另一个等电子体 BeCl 2 。同样可以判断: 金刚石 C2n 与晶体硅 Si2n 的等电子体还可以为金刚砂(SiC)n 、GaAs 、AlP 等;石墨 C2n 与白石墨 (BN)n互为等电子体;无机苯B 33 66 6互为等电子体。N H 与有机苯 C H

3、( 2)离子之间的等电子体也可以推导:与N3的等电子体查找方法,可将2 个 N 原子换为 1 个 C 原子和一个O 原子可得 CNO 。3、电子 电荷互换法即将既定粒子中的某元素原子的价电子转化为粒子所带的电荷。这种方法可实现分子与离子的互判。如:CN 的等电子体查找可用N 原子 1 个电子换作 1 个负电荷, 则 N 原子换为 C 原子, 离子带 2 个负电荷, 其等电子体即为 C22;反之,将 CN 的电荷转化为1 个电子,该电子给C 原子,即得 N 2 ,若给 N 原子即得 CO。同样可判断HNO 3的等电子体为 HCO 3 ; ICl 4 与 XeCl 4 互为等电子体。例题1、(徐州

4、三检)与CNO 互为等电子体的分子、离子化学式依次为、 (各写一种)。分析:就与 CNO 互为等电子体的分子而言,首先需将这1 个电荷转化为1 个价电子, 这个价电子给C 变为 N 得 N 2 O,给 N 变为 O 则得 CO2(也可直接看作将N 2O 中 2 个 N 原子进行价电子转移换为C、 O 从而得 CO 2,再由 CO2进行价电子转移或同族元素互换可得COS、 CS2 、 BeCl 2等。若进行离子查找,除前面判断出的N3 外,利用同族元素互换可得 CNS ;利用电子 电荷互换可得NO 2+和 CN22 。2+2。答案: N 2 O 或 CO2 或 COS 或 CS2 或 BeCl

5、2; N 3或 CNS或 NO 或 CN 2例 2、( 1)(江苏高考)根据等电子原理,写出CO 分子的结构式;( 2)(南通二检)写出NO 2+离子的电子式 。分析: CO 分子的结构式、NO 2+离子的电子式中学中并不作已有知识要求,直接作答难度大,但在题给信息提示下,可以利用等电子原理,先找出我们熟知结构的等电子体:CO 与 N2 互为等电子体,NO 2+与 CO2 互为等电子体,等电子体的结构相同,参照熟悉的N2 的结构式、 CO 2的电子式便可轻松作答。答案: CO;二、 杂化类型的判断杂化轨道理论的引进是为了更好的解释有关分子的空间构型和分子的相关性质,其核心思想是多原子分子中心原

6、子将能级相近、能量较低的价层轨道相互作用,重新组合、再分配,构建成新的轨道,即杂化轨道,轨道杂化的目的是为了更有利于原子成键,成键时能力更强,有利于分子的形成。这部分知识较抽象,理论性强,学生在应用上有很大的难度。通过对学生的错误分析,我认为关键是中心原子的杂化类型能否准确判断,杂化类型判断正确,结合分子组成、价层电子对互斥理论,就容易解决分子构型、分子性质的相关问题。.从考试说明中不难看出,考核要求是简单的杂化类型判断,对d 轨道参与杂化的不作要求,即仅限于sp、 sp2、 sp3 三种类型的判断,就此三种杂化类型的判断方法作如下归纳。1、取代法以中学常见的、熟悉的基础物质分子为原型,用其它

7、原子或原子团取代原型分子中的部分原子或原子团,得到的新分子中心原子与原型分子对应的中心原子的杂化类型相同。如:32分子中 C 原子的杂化类型判断,看作乙烯基取代了甲烷分子中的一个3杂(1)CH CH=CHH 原子,则甲基 C 原子为 sp化,也可看作甲基取代了乙烯分子中的一个H 原子,故两个不饱和C 原子均为sp2 杂化;(2)(CH 3)3N 看作三个甲基取代了NH 3 分子中的三个H 原子而得,所以其分子中N 原子采用 sp3杂化;(3)H 2 O2 看作羟基取代了 H 2O 分子中一个H 原子, H 2O2 中 O 原子应为 sp3 杂化;(4)B(OH)3 看作三个羟基取代了BF 3中

8、的 F 原子,可知 B(OH) 3 中 B 原子为 sp2 杂化。2、价电子对数计算法对于 ABm 型分子 (A 为中心原子, B 为配位原子 ),分子的价电子对数可以通过下列计算确定:n=1/2 (中心原子的价电子数 + 每个配位原子提供的价电子数m),配位原子中卤素原子、氢原子提供1 个价电子,氧原子和硫原子按不提供价电子计算;若为离子,须将离子电荷计算在内:n=1/2 (中心原子的价电子数+ 每个配位原子提供的价电子数m离子电荷数),阳离子取“ ”,阴离子取“+”根据价电子对数可以有以下结论:。分子价电子对数几何构型中心原子杂化类型BeCl22直线型spBF 33平面三角形sp2SiCl

9、 44正四面体sp3一般来讲, 计算出的 n 值即为杂化轨道数,能直接对映中心原子的杂化类型。如: SO4 2 的 n=4,中心原子 S 原子为 sp3杂化; NO 3 的 n=3,中心原子 N 原子为 sp2 杂化 ClO 3、 ClO 4 的 n 均为4, Cl 原子均为 sp3 杂化(但离子空间构型不同,从价层电子对互斥模型看,前者为三角锥形,后者为正四面体型)。这种方法不适用于结构模糊或复杂的分子、离子,如NO 2+、 H 2B=NH 2 等的中心原子杂化类型学生就很难用该法进行判断,但可以从其它途径确定。3、等电子原理应用等电子体具有相同的结构特征,则等电子体的中心原子的杂化类型相同

10、。用此方法将结构模糊或复杂的分子、离子转化成熟悉的等电子体,然后进行确定。如NO2+ 、H 2B=NH 2 分别与 CO 2、CH 2=CH 2 互为等电子体,而 CO2 、CH2=CH 2中心原子C 原子分别为sp、sp2 杂化,则 NO 2+ 中心原子N 原子为sp 杂化, H2B=NH 2 中心原子B 、N 原子均为sp2 杂化。4、价键直查法从杂化轨道理论可知,原子之间成键时,未杂化轨道形成键,杂化轨道形成键,若未参与成键,剩余的必然是杂化轨道上的孤对电子。在能够明确结构式的分子、离子中心原子杂化类型分析时,可直接用下式判断:杂化轨道数n=中心原子的键数 +中心原子的孤电子对数(多重键

11、中只有一个键,其余均为键),可方便找到中心原子的杂化类型。如:(1)SiF 4 分子中 Si 原子轨道杂化类型分析,基态Si 原子有4个价电子,与 4个 F 原子恰好形成 4 个键,无未成键电子,n=4 ,则 SiF 4 分子中 Si 原子采用 sp3 杂化;(2) 基态 C 原子有 4 个价电子,在 HCHO 分子中, C 原子与2 个 H 原子形成2 个 键,与 O 原子形成 C=O 双键, C=O双键中有 1 个 键、 1 个键, C 原子无剩余价电子, n=3,则 HCHO 分子中 C 原子采用 sp2 杂化;(3) 三聚氰胺 中有两种环境的 N 原子,环外 N 原子形成3 个 键,用去基态N 原子 5 个价电子中的 3 个 ,余下 1 个孤电子对, n=4,则环外 N 原子采用 sp3 杂化,环内N 原子形成2 个 键、 1个 键,用去基态 N 原子 5 个价电子中的 3 个 ,余下 1 个孤电子对, n=3 ,则环内 N 原子采用sp2 杂化。通过以上分析,可以认识到问题的难易是相对的,关键是能否找到解决问题的方法,方法往往有多种,要在学习过程中积累、归纳、体会,有了正确、适合的解决问题的方法,才会收到事半功倍的效果。.

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