【化学up】高考化学全国版+ 结构与性质 02 考点五 等电子体（教师版）+讲义

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【必备知识】
定义：原子总数、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征（空间构型相同），它们的许多性质(物理性质)是相近的。
如何快速找到等电子体？
①同族元素互换法：同主族元素最外层电子数相等。
例、O3→SO2
②价电子迁移法：将某原子的价电子逐一转移给另一原子，相应原子的质子数也随之减小或增加。
N2→CO N3-→CNO-
③电子-电荷互换法：将某原子的价电子转为粒子所带的电荷，可以实现分子离子的互换。
N2O→N3-
常见等电子体
等电子体的应用
预测分子空间的构型和性质
例、在N2、CO2、 CO 、N2O之间互为等电子体的是谁？请预测：N2O的几何构型？CO中的共价键类型？
【答案】N2与CO、CO2与N2O互为等电子体。N2O为直线形。CO中存在碳氧三键。
【跟踪练习】
1、下列几组微粒互为等电子体的是( )
①N2和CO ②NO和O2+ ③CO2和CS2 ④N2O和N3- ⑤NO2-和O3 ⑥BF3和SO3
A.①②③B.④⑤⑥ C.①③④⑥D.①②③④⑤⑥
【答案】D
2、下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是( )
A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2
【答案】 C
【解析】 H2O分子中氧原子采用sp3杂化方式；CO2中碳原子采用sp杂化方式；BeCl2中Be原子采用sp杂化方式。
3、(2022·福州高级中学月考)美国科学家合成了含有Neq \\al(＋,5)的盐类，含有该离子的盐是高能爆炸物质，该离子的结构呈V形，如图所示。以下有关该物质的说法不正确的是( )
A．每个Neq \\al(＋,5)中含有35个质子和34个电子 B．该离子中有非极性键和配位键
C．该离子中含有4个π键 D．与PCleq \\al(＋,4)互为等电子体
【答案】D
【解析】1个氮原子中含有7个质子、7个电子，则1个N5分子中含有35个质子、35个电子，Neq \\al(＋,5)是由N5分子失去1个电子得到的，则1个Neq \\al(＋,5)离子中有35个质子，34个电子，故A项正确；Neq \\al(＋,5)中氮氮三键是非极性共价键，中心的氮原子有空轨道，两边的2个氮原子提供孤电子对形成配位键，故B项正确；1个氮氮三键中含有2个π键，所以该离子中含有4个π键，故C项正确；Neq \\al(＋,5)和PCleq \\al(＋,4)具有相同原子数，但价电子数分别为24、27，不是等电子体，故D项错误。
4、按要求回答问题
（1）CNS－、NO2+具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此它们的结构与由第二周期两元素组成的________分子的结构相同，呈________形，NO2+的中心原子的价电子数为________。
（2）CO32-、NO3-等微粒具有相同的通式：________，它们的价电子总数都是________，因此它们与由ⅥA族两元素组成的________分子的结构相同，呈________形，CO32-中心原子的价层电子对数为________。
（3）已知HN3是一种弱酸，其在水溶液中的电离方程式为HN3H＋＋Neq \\al(－,3)，与Neq \\al(－,3)互为等电子体的一种分子为________，Neq \\al(－,3)离子杂化类型为________杂化。
(4)H2SeO3的中心原子杂化类型是________杂化；SeOeq \\al(2－,3)的立体构型________；与SeO42-互为等电子体的分子有________(任写一种)。
(5)H2SeO3的中心原子杂化类型是____________，Se的空间构型是____________，与SeOeq \\al(2－,3)互为等电体的分子有______________(写一种物质的化学式即可)。
(6)B(OCH3)3中B采用的杂化类型是____________。写出两个与B(OCH3)3具有相同空间构型的分子或离子：________________________________________________。
(7)（2020·新课标Ⅲ）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ+)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)，电负性大小顺序是_________________。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是_________(写分子式)，其熔点比NH3BH3____________(填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在___________，也称“双氢键”。
(8)（2020·江苏卷）与NH4+互为等电子体的一种分子为_______________(填化学式)。
【答案】（1）CO2 直线 2 （2）AX3 24 SO3 3 （3）CO2 sp （4）sp3 三角锥 CCl4或SiF4
sp3 三角锥形 PCl3 (6)sp2 SO3、COeq \\al(2－,3)(或其他合理答案)
(7)N＞H＞B CH3CH3 低 Hδ+与Hδ−的静电引力 (8) CH4或SiH4
【解析】(7)NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性，说明N的电负性大于H；与B原子相连的H呈负电性，说明H的电负性大于B，因此3种元素电负性由大到小的顺序为N＞H＞B。NH3BH3分子中有8个原子，其价电子总数为14，N和B的价电子数的平均值为4，依据等量代换的原则，可以找到其等电子体为CH3CH3。由于NH3BH3分子属于极性分子，而CH3CH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较大，故CH3CH3熔点比NH3BH3低。NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，说明其分子间存在Hδ+与Hδ-的静电引力。等电子(价电子)类型
常见等电子体
空间结构
2原子10电子
CO、N2、CN－、Ceq \\al(2－,2)、NO＋
直线形
2原子14电子
F2、Oeq \\al(2－,2)、Cl2
直线形
3原子16电子
CO2、N2O、CNO－、Neq \\al(－,3)、NOeq \\al(＋,2)、SCN－、HgCl2、BeCl2(g)、CS2
直线形
3原子18电子
O3、SO2、NOeq \\al(－,2)
角形
4原子8电子
NH3、PH3、CHeq \\al(－,3)、H3O＋
三角锥形
4原子24电子
SO3(g)、COeq \\al(2－,3)、NOeq \\al(－,3)、BOeq \\al(3－,3)、BF3
平面三角形
4原子26电子
SOeq \\al(2－,3)、ClOeq \\al(－,3)、BrOeq \\al(－,3)、IOeq \\al(－,3)、XeO3
三角锥形
5原子8电子
CH4、SiH4、NHeq \\al(＋,4)、PHeq \\al(＋,4)、BHeq \\al(－,4)
正四面体形
5原子32电子
CCl4、SiF4、SiOeq \\al(4－,4)、SOeq \\al(2－,4)、ClOeq \\al(－,4)
正四面体形
12原子30电子
C6H6、N3B3H6(俗称无机苯)
平面六边形