化学电子式(电子,结构,排布)特殊情况和普遍规律

唯明缘道 1年前他留下的回答 已收到1个回答

悲运同体 网友

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物质的电子式可体现其构成元素之间的结合方式,也决定着该物质的化学性质；对于简单微粒还可以通过电子式推导其空间结构.因此电子式是近几年高考的考查热点之一.但由于高中教材中未涉及电子亚层、分子轨道等理论知识,学生难以较系统理解微粒最外层电子的排布,而只能靠记忆、知识积累来处理这一类问题,错误率较高,如将氧原子的电子式写成 （正确应为 ）.典型错误归纳有以下两类：一、无法正确排列微粒中原子或离子的顺序.例如HClO的电子式写成：； MgCl2的电子式写成：.二、不能正确表达共价键的数目.例如混淆O2和H2O2中氧原子间的共用电子对数目.针对以上问题,笔者总结了三种书写短周期元素形成的微粒的电子式的小技巧,供大家参考.
一：“异性相吸、电荷交叉”让原（离）子快乐排队.
“异性相吸、电荷交叉”是指在书写电子式时让微粒中带（部分）正电荷的离（原）子与带负电荷的离（原）子交错排列.如次氯酸的分子式常被约定俗成为HClO,但根据H、Cl、O个三原子的氧化性（或电负性）差异可知该分子中H、Cl带部分正电荷,O带部分负电荷,因此HClO的电子式应为 ：.对于离子化合物Mg3N2,先可判断出式中Mg为+2价,N为-3价,根据“异性相吸、电荷交叉”的规律其电子式为 .
这条规律几乎适用于所有的离子化合物,运用时要求大家首先能正确判断化学式含有的微粒种类和它们所带的电荷的正负.如MgCl2由Mg2+和Cl-以1：2的比例构成,Na2O2由Na+和O22-以2：1的比例构成.而对于共价微粒、只有少数氧化性（电负性）相差很小的非金属原子形成的共价体有例外,例如HCN（其中C为+4价、N为-3价,电子式为 ）.高中阶段涉及的常见共价微粒（由短周期元素原子形成的共价微粒）的电子式基本都可以采用该规律来解决.
二、“电子分配求差量”揭开共用电子对数目的面纱.
该方法的理论依据来源于配位化学中的“18电子规则”.（参见《中级无机化学》唐宗熏主编,2003,高等教育出版社）虽然该方法仅适用于计算共用键的数目,对配位键则爱莫能助.但在高中阶段要求掌握的配位化合物较少,典型代表为Fe(SCN)3、[Ag(NH3)2]OH、
,.该方法在高中阶段应用较广.具体算法以例说明：
1、CO2
根据“异性相吸、电荷交叉”的规律其原子排列顺序为O C O,其中O原子的最外层有6个电子,要达到8电子稳定结构还需2个电子,则O、C原子之间需共用两对电子对,此时C原子的最外层电子已全部被共用,因此CO2电子式为：
2、N2和Na2O2
N2：每个N原子的最外层有5个电子,还需两个电子达到8电子的稳定结构,因此N、N之间共用两对电子对,其电子式为 .
Na2O2：Na2O2为离子化合物,O22-得到了两个来自Na的电子,则其最外层共计有14个电子（2×6+2）,这样平均每个O原子的最外层有7个电子,要达到8电子稳定结构还需1个电子,因此O22-中有一对共用电子对,则Na2O2的电子式为：
此方法对于短周期元素的原子形成的共价微粒中共价键数目的计算很有效,但O2除外.
三、“等电子体”带动“家族”亮起来.
在2004年江苏省高考试题化学卷中给出了“等电子体”的概念并有以下引申（第二卷第22题）：由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征.根据此定义我们可以从一种微粒的电子式推导出上述概念范围内的等电子体的电子式.如：
N2（ ） CO（ ）、
NO+（ ）、
CN-（ ）、
C22-（ ）
CO2（电子式见前） NO2+、N3-、CNS-
SO42-
PO43-
掌握了微粒电子式的写法,就可以快速书写该微粒的结构式,也可以用电子式来表示微粒的形成过程.对于简单短周期元素的原子形成的微粒还可以依据其电子式推导其空间结构,
如BF3 （ ）中B原子上无孤对电子,此分子应为平
面型,而3个F原子的的相互作用力相同,因此BF3的空间结构为平面正三角形.
NH3 （ ）中N原子上有一对孤对电子,相当与在已
形成的平面正三角形上方增加了一对孤对电子.它对N、H键的共用电子对有排斥作用,因而该分子应为立体型,而N原子连接3个原子且相同,因此NH3的空间结构为三角锥型.

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