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新課程要求下重溫“等電子原理”

2018-01-29 10:24王利平
課程教育研究 2018年49期

王利平

【摘要】以教材人教版第33頁關于“等電子原理”的概念,引出了概念中所涉及的相似之處,對幾個相似之處進行了拓展,教學效果表明,深入挖掘課本從教材的基本概念、基本原理入手,可達到事半功倍的效果,讓學生從題海中跳出,以教材為本,不斷提升能力。

【關鍵詞】等電子 等構型 等雜化 等性質(zhì)

【中圖分類號】O641 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2018)49-0146-01

一、從概念出發(fā)判斷等電子體

從概念入手,“原子總數(shù)相同,價電子總數(shù)相同的分子或離子互為等電子體?!碧貏e值得一提的是:是價電子總數(shù)相同而不是電子總數(shù)相同。例如CO2和N2O雖然它們是三原子分子,電子總數(shù)也均為22,但最重要的是價電子總數(shù)也均為16,故它們互為等電子體,與它們互為等電子體的還有NO2+、N3-、OCN-、SCN-等。常見的互為等電子體的分子或離子有:

N2、CO均為10個價電子的分子,且為雙原子分子,故它們互為等電子體,與N2CO互為等電子體的還有C22-

O3、SO2為18個價電子的分子,且均為三原子分子,故它們互為等電子體,與SO2、O3互為等電子體的還有NO2-

CO32-、SO3為24個價電子的粒子,且均為四原子微粒,故它們互為等電子體,與CO32-、SO3互為等電子體的還有NO3-

SO32-為26個價電子的離子,與SO32-互為等電子體的是PO33-、ClO3-

CCl4為32個價電子的分子,與CCl4互為等電子體的是PO43-、SO42-

二、從概念出發(fā)推寫物質(zhì)的路易斯結(jié)構式

根據(jù)等電子原理,等電子體之間具有相似的化學鍵特征,由此我們可以從已學物質(zhì)的路易斯結(jié)構式推測不常見物質(zhì)的路易斯結(jié)構式。

例如CO2的路易斯結(jié)構式為 推測N2O的路易斯結(jié)構式:

三、從概念出發(fā)計算σ鍵、π鍵數(shù)目

根據(jù)等電子體之間具有相似的化學鍵特征,我們還可以在結(jié)構的基礎上數(shù)出σ鍵、π鍵的多少。

例如:CO2結(jié)構式為O=C=O,其中有2個σ鍵、2個π鍵

故N2O中也是2個σ鍵、2個π鍵。

N2結(jié)構式為N≡N,其中有1個σ鍵、2個π鍵

故CO結(jié)構中有也具有1個σ鍵、2個π鍵

CO32-的結(jié)構式為 其中有3個σ鍵、1個π鍵,故NO3-也具有3個σ鍵、1個π鍵。

四、從概念出發(fā)判斷分子或離子的空間構型

CO2中心原子的價層電子對數(shù)為2(σ)+ (孤電子對數(shù))=2根據(jù)價層電子對互斥理論可知CO2為直線形分子。

由于N2O與CO2互為等電子體,所以N2O也為直線形分子。

CO32-中心原子的價層電子對數(shù)為3+ =3,根據(jù)價層電子對互斥理論可知CO32-為平面三角形。

由于NO3-與 CO32-互為等電子體,所以NO3-為平面三角形。

CCl4分子中中心原子的價層電子對數(shù)為4+ =4,根據(jù)價層電子對互斥理論可知,CCl4分子是正四面體形。

由于PO43-、SO42-與CCl4互為等電子體,所以PO43-、SO42-也為正四面體形。

五、從概念出發(fā)判斷中心原子的雜化方式

由CO2中C原子價層電子對數(shù)為2,以sp雜化,推知N2O中的N也是sp雜化。

由CO32-中C原子價層電子對數(shù)為3,以sp2雜化,推知NO3-中的N也是sp2雜化。

由CCl4中的C原子價層電子對數(shù)為4,以sp3雜化,推知PO43-中P也是sp3雜化

六、從概念出發(fā)預測物質(zhì)的性質(zhì)

在定義中“等電子體的許多性質(zhì)是相似的”。具體表現(xiàn)在哪些方面呢?據(jù)有關文獻介紹,等電子體之間主要在物理性質(zhì)上表現(xiàn)出相似性。

教材P32頁的表格比較了等電子體CO和N2的物理性質(zhì)。熔、沸點,在水中的溶解度等表現(xiàn)出它們的相似性。

通過以上分析,我們也不難發(fā)現(xiàn),只要深刻理解課本中概念重要原理的內(nèi)涵和外延,那么與此相關的知識點及應用就可以迎刃而解了,重視教材、挖掘教材、延伸教材,感悟教材這是我們師生共同追求的學習最高境界。

參考文獻:

[1]北京師范大學高等教育出版的第四版《無機化學》上冊.

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