高中電子式寫法探究

吳曉力

電子式的概念和寫法在高中算是個難點，高中無論新老課程對這方面的介紹都較為簡單，本文在此圍繞電子式的幾個問題提出作者的一些看法，僅供參考。

一、電子式的概念和作用

大家知道在氧化還原反應中，往往是原子的最外層電子即價電子發生變化，教學中教師經常需要表達反應過程中電子的轉移。初中階段學習的原子結構示意圖可以表示出原子核外電子的變化，由于其把不參與反應的原子核和一些內層電子都無謂的表示出來，所以用它表示電子轉移以及原子或離子的核外電子分布情況，就顯得太繁瑣、不方便，而且表示結構時不夠緊湊。因此到了高中階段，用更簡潔合理的電子式代替原子結構示意圖來表示反應中電子的轉移以及原子、離子甚至化合物的最外層電子的分布，就成了很自然的事情了。

高中教材中的電子式是指在元素符號的周圍用或者×來表示原子的最外層電子的式子。電子式的寫法最早來源于路易斯（Lewis）結構式的書寫，但高中階段的寫法有著自己的特色和一定的拓展。該寫法對描述非過渡元素的離子、原子以及離子化合物、共價化合物的核外電子分布；離子鍵、共價鍵的形成過程等情況比較簡單、適用。另外它對學生理解、表達分子的結構，掌握化學鍵理論等知識也能起著一定的輔導作用。

二、電子式的應用

1.原子電子式的表示：口訣“電子對稱在四方”

根據洪特規則，電子在能量相同的電子亞層中的排列應盡量排在不同的軌道內，所以將電子盡量分散對稱排布在元素符號的上下左右是符合這一規則的。再根據鮑林不相容原理，每一個軌道最多容納2個電子，在元素符號周圍的每一方一般最多寫兩個電子。例如：

2.離子電子式的表示：口訣“離子帶電陰有框”

（1）陽離子的表示：和普通的陽離子表示一樣，例如：Na+、K+、Ca2+等。可以認為金屬離子的最外層電子全部失去后變為零，而不用表示最外層電子，只需表示元素符號和電荷。過渡金屬離子的最外層電子情況較復雜，故一般不用電子式表示。

（2）陰離子的表示：由于所得的電子被認為全部為陰離子所用，所以在用電子式表示陰離子時要用方框號將所有電子框起來，并注上電荷。例如：Cl-，S2-，F-，O2-

3.化合物電子式的表示：口訣“化合物中同不并”

（1）離子化合物的表示：離子化合物是陰陽離子通過離子鍵結合的產物，所以它的寫法可將陰陽離子的電子式組合在一起即可。例如：NaCl、Na2S、MgCl2

但在書寫時要注意一個問題：

由于離子晶體中陰陽離子的位置，構成晶胞的形狀都是固定的，陰陽離子是交錯排布的，所以在寫電子式時不允許將相同離子合并書寫，如MgCl2電子式寫成

是錯誤的。這種合并相同離子的寫法和化學式的寫法有點相似，很多學生在這里的學習會出現錯誤，因此教師應重視這塊的教學。

（2）共價化合物的表示：共價鍵是原子之間通過共有電子對形成的，因而書寫時應注意這幾個問題。

①共價鍵的形成粒子是原子，它們之間是通過共有電子對的相互作用形成共價鍵，電子沒有完全的“得”或“失”，而是共有，因此我們人為地規定共價化合物的電子式中原子不能帶電荷。

②共價分子的結構和原子的雜化形式有關，在寫電子式盡量體現出分子的結構，所以相同的原子也不能合并書寫。例如：H2O（鍵角104.5，分子是V形結構），CO2（鍵角180°，分子結構直線形）的電子式可寫成：

③為了體現共用電子對的共用性，對于共用電子對要求寫在共用的原子之間，例如：N2，H2O2

4.化合物形成過程的表示：口訣“箭頭指明兩方向”

不管是離子化合物還是共價化合物的形成過程都可以用電子式表示，左邊用原子狀態表示，右邊寫成化合物形式，由于左邊原子處于活化狀態，所以中間用箭頭而不能用等號。例如：用電子式表示H2O，MgCl2的形成過程

在表示中，形成過程的連接用直線的箭頭，而電子的轉移可用波浪箭頭表示（此箭頭是為了表明電子轉移方向，加強學生對形成過程的認識，可將它省略不寫）。兩種箭頭分別表明反應的方向和電子轉移的方向。

另外，由于形成過程前的原子是可以自由移動，所以可以將左邊的相同原子合并書寫。例如：NH3的形成過程可寫做

將口訣小結：電子對稱在四方，離子帶電陰有框。化合物中同不并，箭頭指明兩方向。

三、電子式的使用局限性和拓展

1.電子式的優點是直觀的表示出電子的轉移，價鍵形成，化合物中各粒子的最外層電子分布，對于學生掌握化學鍵的形成，物質的結構起著良好的引導作用，使用的范圍也較廣泛，但是它用或者×表示電子有時顯得很繁瑣，而且對于初學者容易出錯。實際應用中很多大學教材借鑒路易斯結構式的表達，使電子式的表達更方便，更廣泛。

2.路易斯結構式是用短棍表示共價鍵，小黑點表示未用于形成共價鍵的電子。同時用大方框將形成大π鍵的電子框起來。這樣我們就可以用電子式較為復雜的分子結構。例如：SO2（S原子以sp2雜化與兩個O原子各形成σ鍵，還有一個p軌道與兩個O原子相互平行的p軌道形成Π34的離域π鍵，鍵角119.5°，以sp雜化軌道成鍵，一個σ鍵，一個π鍵，一個三電子π鍵）。可分別表示為：

電子式的使用對于有志參加化學競賽的同學作用還是很大的，特別對于共價鍵理論的理解和掌握更能起著良好的引導作用。

（作者單位：安徽省合肥市第二中學）