什么是电子烟(什么叫做π电子)

一、等电子体的判断

具有相同价电子数和相同原子序数的分子或离子具有相同的结构特征。这个原理叫做等电子原理。如果仅从字面概念来判断与粒子A同电子的粒子B的化学式，往往会觉得无从下手，或者试着东拼西凑地写出来。试写往往只关注“价电子数”或“原子序数”的同一方面，给出错误答案。比如写CH4分子的等电子体，很多同学写NH3(不同原子序数)、CCl4(不同价电子数)等。至于稍微复杂一点的，错误就比较多，其实体现在解题方法的欠缺上。一般来说，可以采用以下方法来判断等电子体:

1、同族元素交换法

也就是说，给定粒子中的一个元素被其族中的一个元素所取代。例如:

(1)确定1)CCl4: SiCl4、GeCl4等的等电子体。被替换为IVA族元素；VIIA族元素是CF4、CBr4、CI4、CFCl3，...；同时，SiF4、SiFCl3、.....

(CO2等电子体的测定:用S原子代替O原子可以得到COS和CS2。注意C原子不能用Si原子代替，因为CO2和SiO2的结构不同(前者是分子晶体，后者是原子晶体)。同样，BeCl2的等电子体也不能确定为MgCl2或BeF2(后两者为离子晶体)。

(3)3)SO42-等电子体的测定:用S原子取代O原子得到s2o 32-；NO3 -的等电子体可以确定为PO3 -。

(4)原子晶体也可以做类似的推导:金刚石Cn和晶体硅Sin是等电子体。

2.价电子转移法

即给定粒子中一个元素原子的价电子被逐个转移到成分中另一个元素的原子上，使相应原子的质子数减少或增加，转变成相应质子数的元素。

一般来说，讨论的元素都是S区或P区元素，也就是主族元素居多。通常，如果相关元素的族数满足A+B=C+D(或A+B=2C)的关系，可以考虑用C和D代替A和B的族数(或用2C代替1A和1B)。比如:

(1)除上述结果外，价电子转移法还可用于确定1)CO2的等电子体:C和O原子的价电子分别为4和6。从周期表中的位置看，N原子的价电子数是5，一个O原子给C原子一个电子。在电性质不变的情况下，质子数同时变成7(价电子同时变成5)，所以可以改成2。如果把C原子的两个价电子转移到两个O原子上，元素原子分别转化为一个Be和两个Cl原子，就可以得到CO2的另一个等电子体BeCl2。

也可以判断金刚石C2n和晶体硅Si2n的等电子体也可以是碳化硅(SiC)n、GaAs、AlP等。石墨C2n和白石墨(BN)n是等电子体。无机苯B3N3H6和有机苯C6H6是等电子体。

(2)还可以推导出离子间的等电子体:用N3-的等电子体搜索法，可以用一个C原子和一个O原子代替两个N原子，得到CNO -。

3.电子电荷交换法

也就是说，给定粒子中元素原子的价电子被转换成该粒子的电荷。这种方法可以实现分子和离子的相互鉴别。例如:

CN-的等电子体可以通过把N原子的一个电子换成一个负电荷，然后把N原子换成C原子，离子带两个负电荷，它的等电子体是C22-；另一方面，CN-的电荷转化为一个电子，给C原子得到N2，给N原子得到CO，也可以判断HNO3的等电子体是HCO 3-；ICl4 -和XeCl4是等电子体。

在具体问题的分析中，通常几种方法同时关联，灵活运用，可以快速准确地回答问题。

例1。与CNO同为等电子体的分子和离子的化学分子式是:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _和

解析:就与CNO -等电子的分子而言，首先需要将这个电荷转化为价电子，价电子将C变为N得到N2O，N变为O得到CO2。(也可以直接看到N2O中的两个N原子交换成C和O得到CO2，然后是COS、CS2、BeCl2等。可以通过价电子转移或与CO2的同族元素交换获得。如果进行离子搜索，可以通过交换除N3以外的同源元素得到CNS-判断较早；NO2+和CN22 -可以通过电子电荷交换获得。

答案:N2O或CO2或COS或CS2或BeCl2；N3-或CNS -或NO2+或CN22 -。

2.(1)根据等电子原理写出CO分子的结构式；

(2)写出NO2+离子的电子形式。

解析:CO分子的结构式和NO2+离子的电子形式是现有知识不需要的，很难直接回答。但在问题所给信息的提示下，我们可以先利用等电子原理找出结构熟悉的等电子体:CO和N2是等电子体，NO2+和CO2是等电子体，等电子体结构相同。参考大家熟悉的N2结构式和CO2的电子形式就可以很容易的回答了。答案:C O；

二、杂交类型的判断

杂化轨道理论的引入是为了更好地解释分子的空构型以及分子的相关性质。其核心思想是多原子分子的中心原子会相互作用，重新组合和重新分配能级相近的价轨道，构建一个新的轨道，即杂化轨道。轨道杂化的目的是促进原子的成键，增强它们的成键能力，促进分子的形成。关键是中心原子的杂化类型能否判断准确，杂化类型能否判断正确。结合分子组成和价电子对排斥理论，很容易解决分子构型和分子性质的相关问题。

1.代入法

以中学常见、熟悉的基本物质分子为原型，用其他原子或原子团替换原型分子中的某些原子或原子团，新分子中心原子的杂化类型与原型分子相应中心原子的杂化类型相同。例如:

(1)判断1)CH3CH=CH2分子中c原子的杂化类型，如果乙烯基取代甲烷分子中的一个h原子，甲基c原子就是sp3杂化，或者甲基取代乙烯分子中的一个h原子，那么两个不饱和c原子都是sp2杂化；

(2)(CH3)3N是通过用三个甲基取代NH3分子中的三个H原子得到的，因此其分子中的N原子被sp3杂化；

(3)H2O2被视为取代H2O分子中一个H原子的羟基，H2O2中的O原子应该是sp3杂化；

(4)B(OH)3被认为是取代BF3中F原子的三个羟基，说明B(OH)3中的B原子是sp2杂化。

2.价电子对数的计算方法

对于ABm型分子(A为中心原子，B为配位原子)，分子的价电子对数可通过以下计算确定:n=1/2(中心原子提供的价电子数+每个配位原子提供的价电子数×m)，其中卤原子和氢原子提供一个价电子，氧原子和硫原子按无价电子计算；如果是离子，必须考虑离子电荷:n=1/2(中心原子的价电子数+每个配位原子提供的价电子数× m个离子电荷)，阳离子取“-”，阴离子取“+”。根据价电子对数，可以得出以下结论:

分子价电子对数几何构型中中心原子的杂化类型

BeCl2 2线性sp

BF3平面三角形sp2

SiCl4 4正四面体sp3

一般来说，n的计算值是杂化轨道数，可以直接对应中心原子的杂化类型。比如SO42 -的n=4，中心原子S原子是sp3杂化；NO3 -的N等于3，中心原子N原子为sp2杂化；ClO3 -和ClO4 -的n都是4，Cl原子都是sp3杂化(但离子空的构型不同)。从价层电子对排斥理论看，前者是三角锥，后者是正四面体)。

这种方法不适用于结构模糊或复杂的分子和离子的中心原子的杂化类型，如NO2+、H2B=NH2等。学生用这种方法很难判断，但可以用其他方法确定。

3.等电子原理的应用

如果等电子体具有相同的结构特征，则等电子体中心原子的杂化类型相同。用这种方法，具有模糊或复杂结构的分子和离子被转换成熟悉的等电子体，然后被测定。比如NO2+和H2B=NH2分别与CO2和CH2=CH2是等电子体，而CO2和CH2=CH2的中心原子C是sp和sp2杂化，那么NO2+的中心原子N是sp杂化，H2B=NH2的中心原子B和N是sp2杂化。

4.价键的直接检验方法

根据杂化轨道理论，原子成键时，非杂化轨道成键，杂化轨道成键。如果它们不参与成键，其余的必定是杂化轨道上的孤对电子。在分析结构式明确的分子和离子的中心原子的杂化类型时，可以直接用下面的公式来判断:杂化轨道数n=中心原子的键数+中心原子的孤电子对数(多重键中只有一个键，其余都是键)，这样就可以方便地找到中心原子的杂化类型。例如:

(1)siF4分子中Si原子的轨道杂化类型分析表明，基态Si原子有四个价电子，与四个f原子形成四个键，没有未键电子，且n=4，因此Si F4分子中Si原子采用sp3杂化；

(2)基态C原子有四个价电子。在HCHO分子中，C原子与两个H原子形成两个键，与O原子形成一个C=O双键。C=O双键有一键一键，C原子没有剩余价电子，n=3，所以HCHO分子中的C原子采用sp2杂化；

(3)三聚氰胺中有两种环境氮原子。环外N个原子形成三个键，基态N个原子的五个价电子去掉三个，剩下一个孤电子对，n=4。然后环外的N原子与sp3杂化，环内的N原子形成两个σ键和一个π键，去掉基态N原子的三个价电子，剩下一个孤电子对，n=3，1。通过以上分析，我们可以认识到，问题的难度是相对的，关键是能否找到解决问题的办法。方法往往很多。一定要在学习过程中积累、总结、体验，有了正确合适的解决问题的方法，才能事半功倍。