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教(学)案 |
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与电子数相关内容的考查和例析
山东省滕州市第一中学 马勇 277500
在有关化学各类考试试题中，以微粒的电子数为知识背景设计的题目比较多，并且试题的形式不拘一格。通过这类试题能较好地考察学生对物质的基本结构的理解和掌握的程度。现分类例析如下：
1 以“10电子”和“18电子”微粒为知识背景，考查微粒之间的内在联系
例1：. 已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子。它们之间存在如下转化关系：
（1）如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出：
A结构式 ；D的电子式
（2）如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出：
① A与B在溶液中反应的离子方程式 。
② 根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是（用化学式或离子符号表示） ＞ 。
（3）已知肼（H2N—NH2）和甲胺（CH3—NH2）都是含18个电子的分子。分析肼和甲胺的结构特点并从中受到启发，写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构简式（至少写两个）： 。
解析：利用框图中各物质的关系并结合常见的10电子微粒，可以想到
“NH4++OH-=NH3+H2O”和“HF+OH-=F-+H2O ”；在18电子微粒中，常见的能发生酸碱中和反应的有：
H2S+ OH-=HS-+ H2O或HS-+ OH-=S2-+ H2O,从反应方程式并联想到强酸制弱酸的原理，可得到强碱制弱碱的道理，即判断C与B结合质子的能力大小是：OH-〉HS-或OH->S2；—NH2和—CH3的电子数都是10电子，在10电子中还有—OH和—F, 与肼和甲胺具有相同电子数的有机化合物的结构简式: CH3—CH3,
CH3—OH ,CH3—F等。
提示：10电子微粒和18电子微粒在复习中要记住，只有熟知了，才能正确的使用。
2 考查分子中原子是否已满足“8e” 结构
例2 （2005年全国理综）．下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是（ ）
A．BF3 B．H2O C．SiCl4 D．PCl5
解析：判断构成分子中的原子是否满足“8e”结构，是最近几年常考的知识点，在高三复习中也是个难点。可以根据“形成共价键的原子的最外层电子数等于它本身最外层电子的个数加上它与其它原子形成共价键的数目”加以判断。上述试题中A中的B原子是3+3=6个，F为7+1=8个，同理分析可得其它选项中的原子的最外层电子数：H为 2个，O、 Si 、Cl都为8个，P为10个。选C.
提示：同常情况下B与H和Be原子达不到8电子稳定结构如BeCl2;Xe构成的化合物反而超过8电子结构，如：二氟化氙(XeF2)；有些S 或P构成的物质也是超过8电子结构，如：六氟化硫(SF6)，PCl5等。
3 以新信息为材料，考查考生对新概念“等电子体” 的理解
例3 ：（2004年江苏）1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、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2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NO2-互为等电子体的分子有： 、 。
解析：该试题抛弃了传统的“10e”“18e”的微粒，从新定义了另一种等电子体的概念。考察了考生的接受新信息的理解和应用的能力及利用发散思维和存同求异的思维方式。在第二周期元素中，B、 C、 N 、O、 F 可形成共价分子，单个原子的分子肯定不是等电子体。若是2个原子的等电子体，单质有N2 、O2 、 F2 ,化合物只能是与单质相邻的两元素之间形成的，常见的仅是与N2相邻的C与O形成的CO.；若是三原子分子，只要分别在N2和CO的基础上加上一个O原子可得：N2O 、 CO2;
符合题意的与NO2-互为等电子体的分子可以从两个角度思考：若把NO2-变成一个中性分子，则N原子改成O原子，即转化成03,在O3的基础上用一个S原子代替及转化成SO2；第二个角度是计算出一个NO2-的总电子数是18，平均每一个原子的电子数为6，很容易联想到是O3和SO2
提示：高三复习中一定要有扎实的基础知识，养成良好的善于分析问题的习惯，对常用到的分析方法要掌握好，并在实践中加以体会。
4 利用形成分子的原子的最外层电子数判断分子式。
例4：（2000年广东）下列结构图中，●代表原子序数从1至10的元素的原子实（原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分），小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键，根据各图表示的结构特点，写出该分子的化学式：
A： B： C： D：
解析：可以根据原子的最外层未成键数和已成键数来判断该原子的最外层电子数，然后结合“原子序数从1到10的元素”判断具体的元素。如在A结构中，最外层有两个未成键电子数，且形成三个共价键，哪么它最外层必然有5个电子，为N元素，则A的化学式为NH3 。同理可以分析获得B：HCN ，C：CO(NH2)2 D：BF3
题示：该题有两点易出错，一是审题不准确，把原子序数扩展到10以外，二是不理解原子实的概念，造成无从着手。
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