文章编号：1005－6629(2009)02－0079－02中图分类号：G632.479文献标识码：B 在研究分子结构时发现，CO分子与N2分子结构非常相似，它们的分子中电子总数都是10，都形成1个σ键和2个π键，键能都较大，物理性质也非常相似。(如下表)
根据许多类似的实验事实，人们总结出一条经验规律：
等电子原理：具有相同价电子数(或全部电子数)和相同原子数的分子或离子，具有相同的结构特征。
1等电子体的概念
符合等电子原理的微粒互为等电子体。
2等电子体的特征
互为等电子体的微粒，结构相似，物理性质非常相近。
3等电子体的应用
3.1判断一些简单分子或离子的立体构型
例如SiCl4、SiO44-、SO42-的原子数目和价电子数目都相等，它们互为等电子体，中心原子采取SP3杂化，都为正四面体的立体构型。
［例1］HN3称为叠氮酸，N3-是类卤离子，请回答：
(1)N3-与______分子互为等电子体，写出N3-的空间构型和结构式__________、_________。
(2)指出N原子的杂化方式和成键方式。
(3)比较HN3与HX(卤化氢)的酸性、热稳定性、还原性大小。
(4)HN3与银盐作用，可得一种不溶于水的白色固体，该固体加热时会发生爆炸，写出反应的离子方程式:_____________。
解析：N3-与CO2互为等电子体，则HN3与H2CO3性质相近，故答案：(1)CO2、直线型、(N=N=N)-；(2)sp12个σ键2个π键；(3)酸性：HX>HN3热稳定性：HX>HN3、还原性：HN3>HX；(4)HN3+Ag+=AgN3↓+H+
［例2］(2007年山东模拟)：W、X、Y、Z四种元素的原子序数依次增大，其中Y原子的L电子层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相等，且无空轨道；X原子的L电子层中未成对电子与Y相同，但还有空轨道；W、Z的原子序数相差10，且Z原子的第一电离能在同周期中最低。
(1)写出下列元素的元素符号：W_______、X_______、Y_______、Z_______。
(2)XY分子中，X原子与Y原子都达到8电子稳定结构，则XY分子中X原子和Y原子用于成键的电子数目分别是_______、_______；根据电子云重叠方式不同，分子里共价键的主要类型有_______。
解析：由已知条件分析得知：XY分子为CO，在高中教材中并未介绍CO分子的结构特征，但由于N2与CO互为等电子体，所以CO分子中也存在三键，电子式为：其中有一个是氧原子单独提供的孤对电子对形成的键，故答案：(1)WH、XC、YO、ZNa、(2)成键的电子数目分别为是 2 、 4 ；分子里共价键的主要类型有1个σ，2个π键。
3.2利用等电子原理性质上的相似制造新物质
如晶体硅与锗、磷化铝(AlP)与砷化镓(GaAs)都是良好的半导体材料。
［例3］现有一种新型的无机非金属材料BN，它的一种同分异构体a-BN晶体为层状结构，则该物质的结构、性质和用途的叙述正确的是：
A:a-BN是一种坚硬耐磨材料，类似于金刚石。
B:若层状结构中有n个硼原子，就有n个六元环。
C:已知a-BN在水蒸气作用下能微弱水解，则水解产物为B2H6和HNO3。
D:a-BN晶体中各原子均达到八电子稳定结构。
解析：由题干分析a-BN与石墨(C―C)互为等电子体，结构相似、性质相近；BN中B为+3价、N为-3价，根据水解机理，则水解产物为NH3和H3BO3；a-BN晶体中B原子为6电子稳定结构；由石墨层状结构可推知，应选B。
3.3利用等电子原理针对某物体找等电子体
［例4］1919年Lcmgmuir提出等电子原理：原子数相同，电子总数相同的分子，互为等电子体。结构相似，物理性质非常相近。
(1)根据上述原理，仅有第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是：______和______、______和______。
(2)此后，等电子原理又有所发展：只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相等，他们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO2-互为等电子体的分子有：_______。
解析：(1)N2与CO、CO2与N2O； (2)NO2-互为等电子体的分子有：O3、SO2。
例5.甲、乙、丙、丁、戊具有如图所示的结构或结构单元，图中四面体外可能有的部分未画出，只有实线表示共价键，X、Y可同可不同。已知：甲、乙晶体类型相同，单质甲能与乙发生置换反应，丙、丁、己三种微粒均含有等量的总电子数，其中丙、己是同一类晶体中的分子，已在常温下呈液态，能产生两种10电子的微粒。丁是阳离子且与丙符合“等电子原理”。戊与丙结构相似，但分子中多了24个价电子。
(1)写出液态己产生两种等电子微粒的电离方程式：________
(2)X、Y原子的最外层都满足8电子稳定结构的分子是：A.甲 B.乙 C.丙 D.戊 E.己
(3)丙是目前重要的能源之一，丙和己在催化剂、加热条件下得到可燃性的两种气体，其反应的化学方程式_______。
(4)写出一种与己符合“等电子原理”的离子：________
解析：符合正四面体结构的有：金刚石、晶体硅、SiO2、NH4+、CH4、CCl4等；与H2O互为等电子体的有：NH2-；与CH4互为等电子体的有：NH4+；与CCl4互为等电子体的有SiCl4、SO42-、PO43-、SiO42-再结合题干信息可得出：甲为金刚石、乙为SiO2、丙为CH4、丁为NH4+、戊为CCl4或SiCl4、己为H2O
答案：(1)H2O+H2O=H3O++OH-
(2)D
(3)CH4+H2O CO+3H2
(4)NH2-
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