高中电子式写法探究

吴晓力

电子式的概念和写法在高中算是个难点，高中无论新老课程对这方面的介绍都较为简单，本文在此围绕电子式的几个问题提出作者的一些看法，仅供参考。

一、电子式的概念和作用

大家知道在氧化还原反应中，往往是原子的最外层电子即价电子发生变化，教学中教师经常需要表达反应过程中电子的转移。初中阶段学习的原子结构示意图可以表示出原子核外电子的变化，由于其把不参与反应的原子核和一些内层电子都无谓的表示出来，所以用它表示电子转移以及原子或离子的核外电子分布情况，就显得太繁琐、不方便，而且表示结构时不够紧凑。因此到了高中阶段，用更简洁合理的电子式代替原子结构示意图来表示反应中电子的转移以及原子、离子甚至化合物的最外层电子的分布，就成了很自然的事情了。

高中教材中的电子式是指在元素符号的周围用或者×来表示原子的最外层电子的式子。电子式的写法最早来源于路易斯（Lewis）结构式的书写，但高中阶段的写法有着自己的特色和一定的拓展。该写法对描述非过渡元素的离子、原子以及离子化合物、共价化合物的核外电子分布；离子键、共价键的形成过程等情况比较简单、适用。另外它对学生理解、表达分子的结构，掌握化学键理论等知识也能起着一定的辅导作用。

二、电子式的应用

1.原子电子式的表示：口诀“电子对称在四方”

根据洪特规则，电子在能量相同的电子亚层中的排列应尽量排在不同的轨道内，所以将电子尽量分散对称排布在元素符号的上下左右是符合这一规则的。再根据鲍林不相容原理，每一个轨道最多容纳2个电子，在元素符号周围的每一方一般最多写两个电子。例如：

2.离子电子式的表示：口诀“离子带电阴有框”

（1）阳离子的表示：和普通的阳离子表示一样，例如：Na+、K+、Ca2+等。可以认为金属离子的最外层电子全部失去后变为零，而不用表示最外层电子，只需表示元素符号和电荷。过渡金属离子的最外层电子情况较复杂，故一般不用电子式表示。

（2）阴离子的表示：由于所得的电子被认为全部为阴离子所用，所以在用电子式表示阴离子时要用方框号将所有电子框起来，并注上电荷。例如：Cl-，S2-，F-，O2-

3.化合物电子式的表示：口诀“化合物中同不并”

（1）离子化合物的表示：离子化合物是阴阳离子通过离子键结合的产物，所以它的写法可将阴阳离子的电子式组合在一起即可。例如：NaCl、Na2S、MgCl2

但在书写时要注意一个问题：

由于离子晶体中阴阳离子的位置，构成晶胞的形状都是固定的，阴阳离子是交错排布的，所以在写电子式时不允许将相同离子合并书写，如MgCl2电子式写成

是错误的。这种合并相同离子的写法和化学式的写法有点相似，很多学生在这里的学习会出现错误，因此教师应重视这块的教学。

（2）共价化合物的表示：共价键是原子之间通过共有电子对形成的，因而书写时应注意这几个问题。

①共价键的形成粒子是原子，它们之间是通过共有电子对的相互作用形成共价键，电子没有完全的“得”或“失”，而是共有，因此我们人为地规定共价化合物的电子式中原子不能带电荷。

②共价分子的结构和原子的杂化形式有关，在写电子式尽量体现出分子的结构，所以相同的原子也不能合并书写。例如：H2O（键角104.5，分子是V形结构），CO2（键角180°，分子结构直线形）的电子式可写成：

③为了体现共用电子对的共用性，对于共用电子对要求写在共用的原子之间，例如：N2，H2O2

4.化合物形成过程的表示：口诀“箭头指明两方向”

不管是离子化合物还是共价化合物的形成过程都可以用电子式表示，左边用原子状态表示，右边写成化合物形式，由于左边原子处于活化状态，所以中间用箭头而不能用等号。例如：用电子式表示H2O，MgCl2的形成过程

在表示中，形成过程的连接用直线的箭头，而电子的转移可用波浪箭头表示（此箭头是为了表明电子转移方向，加强学生对形成过程的认识，可将它省略不写）。两种箭头分别表明反应的方向和电子转移的方向。

另外，由于形成过程前的原子是可以自由移动，所以可以将左边的相同原子合并书写。例如：NH3的形成过程可写做

将口诀小结：电子对称在四方，离子带电阴有框。化合物中同不并，箭头指明两方向。

三、电子式的使用局限性和拓展

1.电子式的优点是直观的表示出电子的转移，价键形成，化合物中各粒子的最外层电子分布，对于学生掌握化学键的形成，物质的结构起着良好的引导作用，使用的范围也较广泛，但是它用或者×表示电子有时显得很繁琐，而且对于初学者容易出错。实际应用中很多大学教材借鉴路易斯结构式的表达，使电子式的表达更方便，更广泛。

2.路易斯结构式是用短棍表示共价键，小黑点表示未用于形成共价键的电子。同时用大方框将形成大π键的电子框起来。这样我们就可以用电子式较为复杂的分子结构。例如：SO2（S原子以sp2杂化与两个O原子各形成σ键，还有一个p轨道与两个O原子相互平行的p轨道形成Π34的离域π键，键角119.5°，以sp杂化轨道成键，一个σ键，一个π键，一个三电子π键）。可分别表示为：

电子式的使用对于有志参加化学竞赛的同学作用还是很大的，特别对于共价键理论的理解和掌握更能起着良好的引导作用。

（作者单位：安徽省合肥市第二中学）