基于模型构建的常见物质电子式的书写及判断

方高飞

一、共价分子的电子式书写

1.推断分子中共用电子对数

（1）计算分子中各原子最外层电子数之和.

（2）计算分子中各原子达到稳定结构（稀有气体原子结构）所需电子数之和.

（3）两者每相差2个电子，则形成1对共用电子对.表1为共用电子对数计算方法.

2.确定分子中各原子的位置

需要更多电子达到8电子稳定结构的原子往往处于中间位置：H原子、卤素原子只需共用l对电子则处于两旁.

如HCIO、HCN两分子中处于中间位置的原子分别为O原子和C原子.在HCIO分子中，O原子分别和H原子和氯原子共用1对电子，其电子式为H：O： Cl.在HCN分子中，C原子分别和H原子和N原子共用1对和3对电子，其电子式为H：C N：.

3.考虑分子的对称性

如CO，分子中4对共用电子对平均分给两个0原子，则每个O原子与C原子共用两对电子，其电子式为：0：：C：：0.

在分析各原子间的共用电子对数时，通常先用总共用电子对数减去H原子、卤素原子共用的电子对数（每个H原子或卤素原子共用1对电子），再分析其余原子间共用电子对数的情况.

如在H2 02分子中每个0原子与一个H原子共用l对电子，则0原子间需共用1对电子，其电子式为：H：O：0：H.

例1 写出C2H4、C2H2、N2H4的电子式.

解析以上三种分子中共用电子对数如表2C2H4、C2H2两种分子中C原子间的共用电子对数分别为2对和3对;N2 H4分子中N原子间的共用电子对数为l对.综上所述，上述三种分子的电子式分别为：

H H 、H：C！;H、 H.H

H：C：：C：H

H：N：N：H

二、离子化合物的电子式书写

1.推断阴离子中共用电子对数

（1）计算阴离子中各原子最外层电子数之和（须加上所有阴离子所带电荷相应的电子数）.

（2）计算阴离子中各原子达到稳定结构所需电子数之和.

（3）两者每相差2个电子，则形成1对共用电子对，表3为Na2O2、CaC2、CaCl2阴离子共用电子对数计算，

若阴离子中共用电子对数不为0，则为多核离子，即Na2O2、CaC2中阴离子分别为O2一、C2一;若共用电子对数为0，则为单核离子，即CaCIz中阴离子为CI -.

2.确定化合物中各离子的位置

离子化合物中，阴阳离子是交替出现的.

所以，上述三者的电子式分别为：

三、电子式的书写技巧

1.同主族元素进行替换

同主族元素的原子最外层电子数相同，其化合物的电子式具有相似性，

如可将CH4、NH3、H2O、HF电子式中的C、N、O、F原子分别替换成Si、P、S、CI得出SiH4、PH3、H2S、HCI的电子式;利用CO2类比得出CS2、COS的电子式;CCI4类比得出CBr4、SiF4等的电子式，

由于H原子和卤素原子都只需要1个电子达到稳定结构，因此其成键具有相似性.将CH4中的H原子逐个用Cl原子替换，不难书写出CH3CI、CH2CI2、CHC13、CCl4等物质的电子式.

这里需要说明的是，由于第三周期元素原子半径较大不利于形成双键，所以利用该方法进行推断时可能会出现错误，如利用CO2的电子式推测SiO3的电子式（SiO2为原子晶体）.

2.利用等电子体原理进行推测

具有相同的价电子数的分子或离子具有相同的结构，这个原理称为“等电子体原理”，

如二原子10电子体N2、CO、C2一、CN-，它们都含叁键;三原子16电子体CO2、N2（叠氮离子），它们都含两个双键.

应该指出：虽然学习等电子原理有助于判断许多物质结构，但还是需要注意实验事实，否则将导致误判，

例3 写出S2CI：、NaN，的电子式.

解析 S2C12、NaN3中共用电子对数如表5所示。

考虑各原子的成键特点及分子的对称性知S2 C12中原子的相對位置为Cl-S -S -Cl，将共用电子对数分别减去分子中CI所消耗的电子对数得出S原子间共用一对电子，所以其电子式为：

：CI：S：S：CI： .

NaN，中阴离子为N3，中心N原子与另两个N原子各共用两对电子，所以其电子式为Na+『N：：N：：N]一，还可以考虑将S：C12中的S原子替换成O原子，CI原子替换成H原子，则其电子式与H2O2：类似.利用N3和CO2为等电子体，将CO，中的C原子和O原子替换成N原子即可推知N3的电子式.

需要注意的是，有些化合物原子最外层电子数可以突破8，如PCI5、SF6的空间结构如图l所示.

有些化合物（如BX3、AICI3等）原子最外层的电子数的小于8，却都比较稳定.如AICI3可以通过二聚（如图2所示，箭头表示配位键）的形式增强分子的稳定性，其他原因有待后绪进一步学习，

四、判断分子中各原子是否达到8电子的稳定结构的主要方法

1.单质分子中原子的最外层电子数=该原子的最外层电子数+共用电子对数目，例如N2中N的最外层电子数为5+3 =8;P，（如图3所示）中P的最外层电子数为5+3 =8.

2.不存在非极性键的化合物分子中可用以下简便方法：

凡符合最外层电子数+|化合价|=8的皆为8电子结构，

如PCI3：5+| -3| =8.所以PCI3分子中P原子最外层达到8电子稳定结构，