高中化学-等电子体的判断方法

等电子体作为高考考查热点之一，在物质推断题中出现的频率很高，在这里侯哥就等电子体的判断方法做一归纳指导。一、等电子体的概念

等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团。二、等电子原理等电子体具有相似的化学键特征，它们结构相似，物理性质相近，但化学性质不相同，此原理称为等电子原理。三、等单子体的寻找方法1、同族元素互换法(同族原子价电子数相同)

：将粒子中的某元素替换为同一主族的元素，以保持价电子数和原子数不变。如CCl₄的等电子体确定：替换IVA族的C元素有SiCl₄、GeCl₄等；换VIIA族的Cl元素有CF₄、CBr₄、CI₄、CFCl₃等；同时换有SiF₄、SiFCl₃等。2、价电子迁移法：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，以保持总价电子数不变。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：CO₂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，中间夹着价电子数为5的N原子，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。3、电子-电荷互换法：通过改变粒子的电荷状态来保持价电子总数不变。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。四、常见的等电子体五、等电子原理应用等电子体的杂化方式可能相同也可能不同，具体取决于等电子体之间的化学键和构型是否相似。‌

有些等电子体化学键和构型类似，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。如NO₂⁺与CO₂互为等电子体，而CO₂中心原子C原子为sp，则NO₂⁺中心原子N原子为sp杂化。注意：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p键；而SiO₂中Si原子以sp杂化轨道分别与4个O原子的p轨道以s键结合。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。

例题(1)在短周期元素组成的物质中，与NO₂⁻互为等电子体的分子有____、____。(2)与N₂互为等电子体的阴离子是____，阳离子是____。(3)与CNO⁻互为等电子体的分子、离子化学式依次为____、____。答案：(