03-s等電子體與雜化類型的判斷方法歸納

1、等電子體與雜化類型的判斷方法一、等電子體的判斷概念：具有相同價(jià)電子數(shù)和相同原子數(shù)的分子或離子具有相同的結(jié)構(gòu)特征，這一原理稱為等電子原理。等電子體的判斷方法：1、同族元素互換法即將既定粒子中的某元素?fù)Q成它的同族元素。如:（1）CC14的等電子體確定：換IVA族元素有SiCl4、GeCl4等；換VIIA族元素有CF4、CBr4、CI4、 CFC13、.；同時(shí)換可有 SiF4、SiFC13、.。（2）CO2的等電子體確定：可將O原子換為S原子得COS、CS2，注意不能將C原子換為Si原子，因 為CO2和SiO2的結(jié)構(gòu)不同（前者為分子晶體，后者為原子晶體）。同理，不能將BeC12的等電子體確定 為Mg

2、C12或BeF2 （后兩種為離子晶體）。（3）SO42-的等電子體確定：將一個(gè)O原子換為S原子得S2O32-； NO3-的等電子體可確定為PO3-。（4）對(duì)于原子晶體類也可作類似推導(dǎo)：金剛石Cn與晶體硅Sin互為等電子體。2、價(jià)電子遷移法即將既定粒子中的某元素原子的價(jià)電子逐一轉(zhuǎn)移給組成中的另一種元素的原子，相應(yīng)原子的質(zhì)子數(shù)也隨 之減少或增加，變換為具有相應(yīng)質(zhì)子數(shù)的元素。一般來(lái)說(shuō)，討論的元素為s區(qū)或p區(qū)元素，即主族元素居多，通常相關(guān)元素的族序數(shù)滿足A+B=C+D （或 A+B=2C）關(guān)系的，可考慮將A、B等個(gè)數(shù)換為C、D （或1A、1B換為2C）。如：（1）CO2的等電子體確定，除了上述結(jié)果以外

3、，還可以采用價(jià)電子遷移法：C、O原子的價(jià)電子數(shù)分別 為4、6,從周期表中的位置看，中間夾著N元素，N原子價(jià)電子數(shù)為5, 一個(gè)O原子拿一個(gè)電子給C 原子，在電性不變條件下質(zhì)子數(shù)同時(shí)變?yōu)? （價(jià)電子同時(shí)變?yōu)?），則可換為兩個(gè)N原子（由此也可以 看出n2與CO互為等電子體）得N2O；如果將C原子的兩個(gè)價(jià)電子轉(zhuǎn)移給兩個(gè)O原子，元素原子分別 轉(zhuǎn)換為1個(gè)Be、2個(gè)Cl，就可以得到CO2的另一個(gè)等電子體BeC12。同樣可以判斷：金剛石C2n與晶體硅Si2n的等電子體還可以為金剛砂（SiC）n、GaAs、A1P等；石墨C2n 與白石墨（BN）n互為等電子體；無(wú)機(jī)苯B3N3H6與有機(jī)苯C6H6互為等電子體。（2

4、）離子之間的等電子體也可以推導(dǎo)：與N3-的等電子體查找方法，可將2個(gè)N原子換為1個(gè)C原子 和一個(gè)O原子可得CNO-。3、電子一電荷互換法即將既定粒子中的某元素原子的價(jià)電子轉(zhuǎn)化為粒子所帶的電荷。這種方法可實(shí)現(xiàn)分子與離子的互判。如:CN-的等電子體查找可用N原子1個(gè)電子換作1個(gè)負(fù)電荷，則N原子換為C原子，離子帶2個(gè)負(fù)電荷， 其等電子體即為C22-；反之，將CN-的電荷轉(zhuǎn)化為1個(gè)電子，該電子給C原子，即得N2,若給N原子 即得CO。同樣可判斷HNO3的等電子體為HCO3-； IC14-與XeCl4互為等電子體。在具體問(wèn)題分析時(shí)，通常幾種方法同時(shí)聯(lián)想，靈活使用，方可快速準(zhǔn)確的回答問(wèn)題?，F(xiàn)以幾例說(shuō)明。例

5、1、（徐州三檢）與CNO-互為等電子體的分子、離子化學(xué)式依次為 、 （各寫一種）。例2、（1）（江蘇高考）根據(jù)等電子原理，寫出CO分子的結(jié)構(gòu)式；。（2）（南通二檢）寫出NO2+離子的電子式。二、雜化類型的判斷1、取代法以中學(xué)常見的、熟悉的基礎(chǔ)物質(zhì)分子為原型，用其它原子或原子團(tuán)取代原型分子中的部分原子或原子團(tuán)， 得到的新分子中心原子與原型分子對(duì)應(yīng)的中心原子的雜化類型相同。如：（1）CH3CH=CH2分子中C原子的雜化類型判斷，看作乙烯基取代了甲烷分子中的一個(gè)H原子，則甲基C 原子為sp3雜化，也可看作甲基取代了乙烯分子中的一個(gè)H原子，故兩個(gè)不飽和C原子均為sp2雜化；（CH3）3N看作三個(gè)甲基取

6、代了 NH3分子中的三個(gè)H原子而得，所以其分子中N原子采用sp3雜化；H2O2看作羥基取代了 H2O分子中一個(gè)H原子，H2O2中O原子應(yīng)為sp3雜化；（4）B（OH）3看作三個(gè)羥基取代了 BF3中的F原子，可知B（OH）3中B原子為sp2雜化。2、價(jià)電子對(duì)數(shù)計(jì)算法對(duì)于ABm型分子（A為中心原子，B為配位原子），分子的價(jià)電子對(duì)數(shù)可以通過(guò)下列計(jì)算確定：n=1/2 （中 心原子的價(jià)電子數(shù)+每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)xm），配位原子中鹵素原子、氫原子提供1個(gè)價(jià)電子，氧原子和硫原子按不提供價(jià)電子計(jì)算；若為離子，須將離子電荷計(jì)算在內(nèi)：n=1/2 （中心原子的價(jià)電子數(shù)+每個(gè)配位原子提供的價(jià)電子數(shù)xm土離 子

7、電荷數(shù)），陽(yáng)離子取“一”，陰離子取“+”。根據(jù)價(jià)電子對(duì)數(shù)可以有以下結(jié)論：分子價(jià)電子對(duì)數(shù)幾何構(gòu)型中心原子雜化類型BeC122直線型spBF33平面三角形sp2Siq4止四面體V一般來(lái)講，計(jì)算出的n值即為雜化軌道數(shù)，能直接對(duì)映中心原子的雜化類型。如：SO42-的n=4,中心原 子S原子為sp3雜化；NO3-的n=3，中心原子N原子為sp2雜化；C1O3-. C1O4-的n均為4, Cl原子均 為sp3雜化(但離子空間構(gòu)型不同，從價(jià)層電子對(duì)互斥模型看，前者為三角錐形，后者為正四面體型)。這種方法不適用于結(jié)構(gòu)模糊或復(fù)雜的分子、離子，如no2+、h2b=nh2等的中心原子雜化類型學(xué)生就很 難用該法進(jìn)行判

8、斷，但可以從其它途徑確定。3、等電子原理應(yīng)用等電子體具有相同的結(jié)構(gòu)特征，則等電子體的中心原子的雜化類型相同。用此方法將結(jié)構(gòu)模糊或復(fù)雜的 分子、離子轉(zhuǎn)化成熟悉的等電子體，然后進(jìn)行確定。如no2+、h2b=nh2分別與co2、ch2=ch2互為等 電子體，而CO2、CH2=CH2中心原子C原子分別為sp、sp2雜化，則NO2+中心原子N原子為sp雜化， H2B=NH2中心原子B、N原子均為sp2雜化。4、價(jià)鍵直查法從雜化軌道理論可知，原子之間成鍵時(shí)，未雜化軌道形成 鍵，雜化軌道形成鍵，若未參與成鍵，剩余的必然是雜化軌道上的孤對(duì)電子。在能夠明確結(jié)構(gòu)式的分子、離子中心原子雜化類型分析時(shí)，可直接用下式判

9、斷：雜化軌道數(shù)n=中心原子 的鍵數(shù)+中心原子的孤電子對(duì)數(shù)(多重鍵中只有一個(gè)鍵，其余均為鍵)，可方便找到中心原子 的雜化類型。如：(1)SiF4分子中Si原子軌道雜化類型分析，基態(tài)Si原子有4個(gè)價(jià)電子，與4個(gè)F原子恰好形成4個(gè)鍵， 無(wú)未成鍵電子，n=4，則SiF4分子中Si原子采用sp3雜化；基態(tài)C原子有4個(gè)價(jià)電子，在HCHO分子中，C原子與2個(gè)H原子形成2個(gè) 鍵，與O原子形成C=O 雙鍵，C=O雙鍵中有1個(gè) 鍵、1個(gè)鍵，C原子無(wú)剩余價(jià)電子，n=3，則HCHO分子中C原子采用sp2雜 化；(3)三聚氤胺中有兩種環(huán)境的N原子，環(huán)外N原子形成3個(gè)鍵，用去基態(tài)N原子5個(gè)價(jià)電子中的 3個(gè)，余下1個(gè)孤電子

10、對(duì)，n=4，則環(huán)外N原子采用sp3雜化，環(huán)內(nèi)N原子形成2個(gè)鍵、1個(gè)鍵， 用去基態(tài)N原子5個(gè)價(jià)電子中的3個(gè)，余下1個(gè)孤電子對(duì)，n=3，則環(huán)內(nèi)N原子采用sp2雜化。通過(guò)以上分析，可以認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的難易是相對(duì)的，關(guān)鍵是能否找到解決問(wèn)題的方法，方法往往有多種， 要在學(xué)習(xí)過(guò)程中積累、歸納、體會(huì)，有了正確、適合的解決問(wèn)題的方法，才會(huì)收到事半功倍的效果。【練習(xí)】NH2nnH2N N NHz1.三聚氤胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右：三聚氤胺的分子式為；分子中碳原子的雜化方式是；分子中處于同一平面的氮原 子有 個(gè)。三聚氤胺的水溶液呈弱堿性，其原因是。三聚氤胺在高溫下可釋放氤化物，六氤合亞鐵離子Fe(CN) 4-中也含有CN-，

11、寫出一種與CN-互為等電 子體的單質(zhì)分子的路易斯結(jié)構(gòu)式。6三聚氤胺性狀為純白色單斜棱晶體，無(wú)味，密度1.573 g/cm3 (16 C)。常壓熔點(diǎn)354 C (分解)； 快速加熱升華，升華溫度300 C。據(jù)此可判斷三聚氤胺的晶體類型應(yīng)為 晶體。【例1】分析：就與CNO-互為等電子體的分子而言，首先需將這1個(gè)電荷轉(zhuǎn)化為1個(gè)價(jià)電子，這個(gè)價(jià) 電子給C變?yōu)镹得N2O,給N變?yōu)镺則得CO2(也可直接看作將N2O中2個(gè)N原子進(jìn)行價(jià)電子轉(zhuǎn)移換 為C、O從而得CO2，再由CO2進(jìn)行價(jià)電子轉(zhuǎn)移或同族元素互換可得COS、CS2、BeCl2等。若進(jìn)行離 子查找，除前面判斷出的N3-外，利用同族元素互換可得CNS-；

12、利用電子一電荷互換可得NO2+和 CN22答案：N2O 或 CO2 或 COS 或 CS2 或 BeCl2； N3-或 CNS-或 NO2+或 CN22-。【例2】分析：CO分子的結(jié)構(gòu)式、NO2+離子的電子式中學(xué)中并不作已有知識(shí)要求，直接作答難度大，但在題給 信息提示下，可以利用等電子原理，先找出我們熟知結(jié)構(gòu)的等電子體：CO與N2互為等電子體，NO2+ 與CO2互為等電子體，等電子體的結(jié)構(gòu)相同，參照熟悉的N2的結(jié)構(gòu)式、CO2的電子式便可輕松作答。【練習(xí)】答案(l)CNH CN (NH) ； sp2雜化；6；三聚氰胺溶于水可結(jié)合水分子中的氫原子而使溶液呈弱堿性。3 6 63 32 314 X Bv 1 nnv:N=N：；分子；三聚氰胺分子式為C3N6H6，其含氮量約為1雙3+1庭+14曷=66.7%，遠(yuǎn)高于一般的蛋白質(zhì)。解析:從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以得出分子式為CNH或C N (NH )，由于三聚氰胺具有類似苯環(huán)的結(jié)構(gòu)，其分子中碳原子的雜3 6 63