Question

（1）化學(xué)家常用“等電子體”來預(yù)測(cè)不同物質(zhì)的結(jié)構(gòu)．例如CH₄與NH

+ 4

有相同的電子及立體結(jié)構(gòu)．依此原理在下表空格中填出相應(yīng)的化學(xué)式．

CH4		CO   2- 3		C2O   2- 4
NH   + 4	N2H   2+ 6		NO   + 2		N2

（2）“笑氣”（N₂O）是一種麻醉劑，有關(guān)理論認(rèn)為N₂O與CO₂分子具有相似的結(jié)構(gòu)（包括電子式）．已知N₂O分子中N原子只與O原子相連，N₂O的電子式為

 

，其立體結(jié)構(gòu)是

 

形，由此可知它是

 

（填“極性”或“非極性”）分子，結(jié)構(gòu)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：“等電子原理”的應(yīng)用,電子式,判斷簡(jiǎn)單分子或離子的構(gòu)型

專題：原子組成與結(jié)構(gòu)專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）等電子體是指具有原子總數(shù)相同、價(jià)電子總數(shù)相同的微粒，等電子體在性質(zhì)上具有相似性．從題給表格看出等電子體也應(yīng)從碳元素形成的分子與氮元素形成的分子中找出，即都是含有碳原子或者氮原子的微粒；
（2）N₂O和CO₂互為等電子體，有相似的電子式、結(jié)構(gòu)式和立體結(jié)構(gòu)，同為非極性分子，這一小題要根據(jù)等電子體的相似性利用已知微粒的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)推斷未知微粒的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)．

解答： 解：（1）從題給表格看出等電子體也應(yīng)從碳元素形成的分子與氮元素形成的分子中找出，N₂H₆²⁺有8個(gè)原子、價(jià)電子數(shù)=7×2+1×6-2=18，根據(jù)C比N少一個(gè)價(jià)電子，并且要滿足原子總數(shù)相同，所求的微粒含有2個(gè)碳原子，少2個(gè)價(jià)電子，則不應(yīng)再帶電荷，應(yīng)為一個(gè)中性分子，只有C₂H₆符合；
CO₃^2-有4個(gè)原子，價(jià)電子數(shù)=6+8×3+2=32，碳原子比氮原子少1個(gè)價(jià)電子，所求的微粒只要含有氮原子，再少帶一個(gè)負(fù)電荷即可，此微粒應(yīng)為NO₃^-，即CO₃^2-的等電子體為NO₃^-；
CO₂有3個(gè)原子，價(jià)電子數(shù)=6+8×2=22，碳原子比氮原子少1個(gè)價(jià)電子，所求的微粒只要含有氮原子，再多帶一個(gè)負(fù)電荷即可，即此微粒應(yīng)為NO₂^-，即CO₂的等電子體為NO₂^-；
C₂O₄^2-有6個(gè)原子，價(jià)電子數(shù)=6×2+8×4+2=46，碳原子比氮原子少1個(gè)價(jià)電子，所求的微粒只要含有氮原子，再少帶2個(gè)負(fù)電荷即可，即此微粒應(yīng)為N₂O₄，即C₂O₄^2-的等電子體為N₂O₄；
N₂有2個(gè)原子，價(jià)電子數(shù)=6+8=14，根據(jù)C比N少一個(gè)價(jià)電子，并且要滿足原子總數(shù)相同，所求的微粒含有2個(gè)碳原子，少2個(gè)價(jià)電子，則不應(yīng)再帶電荷，應(yīng)為一個(gè)中性分子，只有CO符合，即N₂的等電子體為CO．
故答案為：C₂H₆；CO₂；CO；NO₃^-；N₂O₄；
（2）N₂O和CO₂互為等電子體，有相似的電子式和立體結(jié)構(gòu)．CO₂的電子式為，是直線型，是非極性分子．由CO₂的結(jié)構(gòu)可推知N₂O中的O為中心原子，最外層電子全部參與成鍵，故每一個(gè)氮氧雙鍵中O提供3個(gè)電子，并形成配位鍵，電子式為，結(jié)構(gòu)式為．
故答案為：；直線；非極性；．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了等電子體的應(yīng)用，難度較大，根據(jù)等電子體的概念，由已知微粒的知識(shí)轉(zhuǎn)化到未知微粒是一種解題能力，同學(xué)們要注意學(xué)習(xí)并運(yùn)用這種轉(zhuǎn)化思想．