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1、揭秘化学竞赛新热点——等电子原理杭州市余杭高级中学邹定兵结构决定性质，性质反映结构；结构是物质性质的本源，性质是物质结构的具体表现。这是贯穿整个化学学习过程中，学生需要重点掌握的物质结构思想。作为《物质结构与性质》选修模块的拓展，等电子原理已成为各级化学竞赛试题的考查新热点。主要是因为这类试题所涵盖的知识具有极强的辐射性和发散性特点，能较好的考查学生对物质结构原理的活用，特别是对该原理的迁移和逻辑推理能力。为了便于学生掌握这一考点，笔者对等电子原理进行了分析、归纳，以供大家参考。1、等电子原理1919年，美国化学家IrvingLa
2、ngmuir在大量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，电子数相同的分子，结构相似，物理性质相近。具有等电子特征的微粒互称为等电子体。常见的等电子体如N2和CO，其性质比较如表1。表1 CO与N2的性质对比 CON2原子个数电子总数价电子数成键特征 离解能/kJ×mol-1熔点/K沸点/K密度/g×cm-3临界温度/K临界压强/MPa21410共价叁键（一个s键和两个p键，且有一个空的p*轨道）1075832530.7931333.621410共价叁键（一个s键和两个p键，且有一个空的p*轨道）946772
3、520.7961273.52、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”既可以是指总电子数相等（如CO和N2，均为14），也可以是指价电子数相等（如N2和CN-，均为10）。因而互为等电子体的微粒可以是分子，也可以是离子。注意的是，若按价电子数相等计数时，此时价电子总数包括重原子（原子序数≥4）提供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，其中，C2H2的总电子数就包括两个H原子与C原子形成C-H键的电子。此外，等电子原理中所指的“
4、原子数相等”通常指的是重原子个数相等；“结构相似”也是针对重原子而言。因此，等电子原理也可以理解为：重原子数相等，总电子数相等的分子或离子，重原子的空间构型通常具有相似性。2.2明确等电子原理适用的范围运用等电子原理预测分子或离子的空间构型时，不能简单的认为价电子数相等的两种微粒即为等电子体，必须注意等电子体用于成键的轨道具有相似性。例如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，实则不然，两者的空间结构相差甚远。原因是，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s键结合，还有2个离域的
5、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s键结合，同时，Si原子的d轨道还与O原子的P轨道形成了离域的p键。因此，成键轨道是否具有相似性是运用等电子原理判断分子或离子空间构型的前提。3、常见的等电子体中学常见的等电子体价电子数有8、10、14、16、18、24、26、30、32、48十种，按照重原子总数的不同可以归类如下（表2）。表2 常见的等电子体及空间构型等电子类型常见等电子体空间构型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6原子3
6、0电子7原子48电子N2,CN-,C22-,C2H2,NO+F2,O22-,H2O2,N2H4,C2H6,CH3NH2,NH2OH,CH3FCO2,N2O,NCO-,N3-,NO2+,SCN-,HgCl2,BeCl2(g)，O3,SO2,NO3-SO3(g),CO32-,NO3-,BO33-,BF3SO32-,ClO3-,BrO3-,IO3-,XeO3CH4,SiH4,NH4+,PH4+,BH4-CCl4,SiF4,SiO44-,SO42-,ClO4-C6H6,N3B3H6(俗称无机苯)AlF63-,SiF62-,PF6-,SF6
7、直线型直线型直线型折线型平面三角型三角锥型正四面体型正四面体型平面六边型八面体型4、等电子原理的考查4.1考查等电子体的书写例1.（2005湖北化学竞赛初赛试题）H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛。1979年化学家将H2O2滴入到含SbF5的HF溶液中，获得了一种白色固体A。经分析，A的阴离子呈八面体结构，阳离子与羟胺NH2OH是等电子体。（1）确定A的结构简式。写出生成A的化学方程式。（2）若将H2O2投入到液氨中，可得到白色固体B。红外光谱显示，固态B存在阴阳两种离子，其中一种离子呈正四面体。试确定B的结构简式。（3）上述
8、实验事实说明H2O2的什么性质？解析本题第（1）、（2）问是对等电子原理的间接考查。A的阴离子呈八面体结构，结合题目所给信息，分析可知，A的阴离子应该是PF6-的等电子体SbF6-；A的阳离子与羟胺NH2OH是等电子体，同样结合题干信息分析可知，阳
