[化学]再也不用担心我的“等电子体”问题啦【高三党看过来】

例子介绍

CO2、SCN-、NO2+、N3-具有相同的原子数3，并且价电子总数都为16，都为直线型结构。

SO2、O3、NO2-具有相同的原子数3，总价电子数都为18，都为平面V形结构。

CO32-、NO3-、SO3具有相同的原子数4，并且价电子数都为24，都为平面三角形结构。

SO42-、PO43-具有相同的原子数5，总价电子数为32，都为正四面体结构。

PO33-、SO32-、ClO3-具有相同的原子数4，总价电子数为26，都为三角锥结构。

核外电子总数为2个电子的微粒：He、H-、Li  、Be2

核外电子总数为10个电子的微粒：Ne、HF、H2O、NH3、CH4 （分子类）

Na  、Mg2  、Al3  、NH4  、H3O  （阳离子类）

N3-、O2-、F-、OH-、NH2-（阴离子类）

所谓等电子体是指一类分子或离子,组成它们的原子数相同,而且所含的价层电子数相同,则它们互称为等电子体。

高大上的解释：

                名 称:：等电子体

英文名称：isoelectronic species

说明：指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或基团。有些等电子体化学键和构型类等电子体似。可用以推测某些物质的构型和预示新化合物的合成和结构。例如，N2、CO和NO 互为等电子体。它们都有一个σ键和两个π键，且都有空的反键π*轨道。根据金属羰基配位化合物的大量存在，预示双氮配位化合物也应存在，后来果真实现，且双氮、羰基、亚硝酰配位化合物的化学键和结构有许多类似之处。又如BH-和CH基团互为等电子体，继硼烷之后合成了大量的碳硼烷，且CH取代BH-后结构不变.

高中的等电子问题：

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）CCl4的等电子体确定：换IVA族元素有SiCl4 、GeCl4 等；换VIIA族元素有CF4 、CBr4 、CI4、CFCl3、……；同时换可有SiF4、SiFCl3、……。

（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CO2和SiO2的结构不同（前者为分子晶体，后者为原子晶体）。同理，不能将BeCl2的等电子体确定为MgCl2或BeF2（后两种为离子晶体）。

（3）SO42－的等电子体确定：将一个O原子换为S原子得S2O32－；NO3－的等电子体可确定为PO3－。

（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、价电子迁移法即将既定粒子中的某元素原子的价电子逐一转移给组成中的另一种元素的原子，相应原子的质子数也随之减少或增加，变换为具有相应质子数的元素。

一般来说，讨论的元素为s区或p区元素，即主族元素居多，通常相关元素的族序数满足A+B=C+D（或A+B=2C）关系的，可考虑将A、B等个数换为C、D（或1A、1B换为2C）。如：

（1）CO2的等电子体确定，除了上述结果以外，还可以采用价电子迁移法：

C、O原子的价电子数分别为4、6，从周期表中的位置看，中间夹着N元素，N原子价电子数为5，一个O原子拿一个电子给C原子，在电性不变条件下质子数同时变为7（价电子同时变为5），则可换为两个N原子（由此也可以看出N2与CO互为等电子体）得N2O；

如果将C原子的两个价电子转移给两个O原子，元素原子分别转换为1个Be、2个Cl，就可以得到CO2的另一个等电子体BeCl2。

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B3N3H6与有机苯C6H6互为等电子体。

（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N2，若给N原子即得CO。

同样可判断HNO3的等电子体为HCO3－；

ICl4－与XeCl4互为等电子体。