等电子体讲义2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修2

等电子体

 

1．等电子原理

(1)等电子体的概念：原子总数相同，价电子总数也相同的微粒。 如：CO和N2，CH4和NH4+

(2)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

(3)等电子原理的应用：等电子体的许多性质是相近的，立体构型是相同的

①利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。如NH3和H3O＋，原子和价电子总数都相等，其立体构型相似(三角锥形)；SiCl4、SO、SiO、PO等的原子数目和价电子总数都相等，互为等电子体，都呈四面体构型

②利用等电子体在性质上的相似性制造新材料。等电子体不仅有相似的立体构型，而且有相似的性质。如晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体AlP、GaAs也都是良好的半导体材料

③利用等电子原理针对某物质找等电子体

(4)常见的等电子体及空间构型

2．等电子体的寻找方法

(1)根据等电子体定义，寻找等电子体的常用方法就是换原子

①方法1．竖换——同族替换：换同族原子(同族原子价电子数相同)

以“寻找NH3的等电子体”为例：NH3PH3、AsH3

②方法2．横换——左右移位：换相邻族的原子，这时价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等

以“寻找NH3的等电子体”为例：NH3CH；NH3H3O＋

(2)利用结构相似寻找等电子体：互为等电子体的微粒具有相似的立体构型

以“寻找SO3的等电子体”为例：SO3为平面三角形，常见的平面三角形的分子有BF3、CO、NO、PO等，再根据定义逐一筛选，BF3、CO、NO、PO全部符合要求

【课时跟踪检测】

1．以下各组粒子不能互称为等电子体的是(　　)

A．CO和N2          B．CO和SO3               C．CO2和N2O      D．N2H4和C2H4

2．由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是(　　)

A．SO2与O3     B．CO2与NO2               C．CS2与NO2      D．PCl3与BF3

3．下列物质属于等电子体的一组是(　　)

A．CH4和NH         B．B3H6N3和C8H8          C．F－和Mg       D．H2O和CH4

4．根据等电子原理判断，下列各对粒子中互为等电子体的是(　　)

①SO2与O3　②CO2与NO2　③CS2与NO2    ④PCl3与NF3

A．①②　　　　　　　 B．②③                C．③④             D．①④

5．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是(　　)

A ．N2分子与CO分子中都含有三键           B．CO分子与N2分子中的π键并不完全相同

C．N2与CO互为等电子体                    D．N2与CO的化学性质相同

6．已知原子总数和价电子总数相同的离子或分子结构相似，如SO3、NO都是平面三角形。那么下列分子或离子中与SO有相似结构的是(　　)

A．PCl5          B．CCl4          C．NF3         D．N

7．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的立体构型相同，则下列有关说法中正确的是(　　)

A．CH4和NH是等电子体，键角均为60°

B．NO和CO是等电子体，均为平面正三角形结构

C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构

D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道

8．等电子体是指两个或两个以上的分子(或离子)，它们的原子总数相同、分子(或离子)中价电子总数也相同。

(1)SiO、SO3、NO三种粒子________(填“是”或“不是”)等电子体，其中Si、S、N三种基态原子的第一电离能的大小关系为____________________

(2)C2O和________是等电子体，C2O具有较强的还原性，它能使酸性KMnO4溶液褪色，Mn原子在元素周期表中的位置是__________，价电子排布式为______________

(3)两原子14个电子的等电子体的共同特点是物质中都具有共价三键，请举出相应的3个例子：________(分子或离子)。每个分子或离子中含________个σ键，________个π键

9．1919年，Langmuir提出等电子原理：原子总数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。

(1)根据上述原理，仅由第二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。例如，由短周期元素组成的微粒，只要其原子总数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中，与NO互为等电子体的分子有________、________

10．依据等电子原理在下表中填出相应的化学式。