“智力小題”與“共用電子對(duì)數(shù)”的計(jì)算方法

山東

李銀方

電子式的書寫在2017年的《考試大綱》中作了明確的要求，等級(jí)是“掌握”，對(duì)學(xué)生的要求比較高。在電子式的書寫過程中共用電子對(duì)數(shù)的計(jì)算是難點(diǎn)，由于不會(huì)計(jì)算，學(xué)生對(duì)電子式的書寫大多停留在依靠記憶的層次上，遇到陌生的物質(zhì)時(shí)不會(huì)應(yīng)對(duì)，在課堂上筆者也進(jìn)行了好多嘗試，但效果均不理想。下邊的一道智力小題,是解決這個(gè)問題的很好的引入點(diǎn)。

1.從智力小題引出與電子對(duì)的關(guān)系

1.1 智力小題

下圖共8個(gè)○，要求只移動(dòng)一個(gè)○，使得圖形仍然保持兩行，而且每一行有5個(gè)○。

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1．2 智力題解決方法

由于只有8個(gè)○，但要求保持兩行，而且每行5個(gè)○，還少2個(gè)○，那這兩行肯定要共用2個(gè)○才能達(dá)到目的。一旦想到了這一點(diǎn)，解決的辦法就好想多了，只需要把橫行兩端的任一個(gè)○移動(dòng)到中間，2個(gè)○重疊共用就達(dá)到了目的。

在電子式的書寫過程中電子對(duì)共用的思想是關(guān)鍵，當(dāng)兩個(gè)原子均有得到電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向時(shí)共用電子對(duì)成為了必然的選擇。如何共用？共用多少？成為了解決電子式書寫的難點(diǎn)。

2．共用電子對(duì)個(gè)數(shù)的計(jì)算方法

2.1 非金屬單質(zhì)分子共用電子對(duì)的計(jì)算方法

學(xué)生聽完“智力小題”解釋之后感覺不可思議，正當(dāng)學(xué)生興趣盎然的時(shí)候筆者立即給出了Cl2和N2兩種分子，讓學(xué)生討論如何使每一個(gè)原子最外層電子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，最后形成如下解決問題的思考過程。

物質(zhì)類別物質(zhì)化學(xué)式最外層電子總數(shù)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需電子數(shù)缺少電子數(shù)共用電子對(duì)數(shù)非金屬單質(zhì)Cl2141621非金屬單質(zhì)N2101663

學(xué)生按照以上思考問題的過程又找了幾種非金屬單質(zhì)的共用電子對(duì)的個(gè)數(shù)，發(fā)現(xiàn)非常好用。以上方法對(duì)于化合物是否適用呢？

2.2 非金屬氫化物分子共用電子對(duì)的計(jì)算方法

以下是NH3和C2H2共用電子對(duì)個(gè)數(shù)的計(jì)算方法。

物質(zhì)類別物質(zhì)化學(xué)式最外層電子總數(shù)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后電子數(shù)缺少電子數(shù)共用電子對(duì)數(shù)非金屬氫化物NH388+3×263非金屬氫化物C2H2102×8+2×2105

2．3 其他共價(jià)化合物分子共用電子對(duì)的計(jì)算方法

按照以上的方法又對(duì)幾種其他共價(jià)化合物中共用電子對(duì)個(gè)數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，也收到了很好的效果。

物質(zhì)類別物質(zhì)化學(xué)式最外層電子總數(shù)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后電子數(shù)缺少電子數(shù)共用電子對(duì)數(shù)非金屬氧化物CO2168+2×884其他CH3OH148+4×2+8105

2．4 陰陽(yáng)離子、原子團(tuán)中共用電子對(duì)的計(jì)算方法

以上方法在陰陽(yáng)離子中共用電子對(duì)數(shù)的計(jì)算中也是可以運(yùn)用的。

陰陽(yáng)離子、原子團(tuán)與分子的區(qū)別之處在于帶有電荷，在計(jì)算共用電子數(shù)時(shí)只需要把電荷數(shù)計(jì)算進(jìn)去就可以了。陽(yáng)離子原子團(tuán)帶正電荷，用原子計(jì)算的最外層電子總數(shù)減去所帶電荷數(shù)就是這種陽(yáng)離子具有的最外層電子總數(shù)；陰離子原子團(tuán)帶負(fù)電荷，用原子計(jì)算的最外層電子總數(shù)加上所帶電荷數(shù)就是這種陰離子具有的最外層電子總數(shù)。

物質(zhì)類別物質(zhì)化學(xué)式電荷最外層電子總數(shù)達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后電子數(shù)缺少電子數(shù)共用電子對(duì)數(shù)陽(yáng)離子H3O++19-13×2+863陰離子CO2-3-222+28+3×884

2．5 原子構(gòu)成的物質(zhì)中共用電子對(duì)的計(jì)算方法

由原子構(gòu)成的物質(zhì)形成的都是復(fù)雜的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分析其中的共用電子對(duì)個(gè)數(shù)在很多試題中也會(huì)出現(xiàn)，有的時(shí)候需要把結(jié)構(gòu)畫出來，效果還不是很好，而若利用以上方法就簡(jiǎn)單的多了。

Si物質(zhì)的量物質(zhì)化學(xué)式最外層電子物質(zhì)的量達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需電子物質(zhì)的量缺少電子物質(zhì)的量共用電子對(duì)數(shù)1 molSi4 mol8 mol4 mol2NA1 molSiO216 mol(8+2×8) mol8 mol4NA