“智力小題”與“共用電子對數(shù)”的計算方法

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，等級是“掌握”，對學(xué)生的要求比較高。在電子式的書寫過程中共用電子對數(shù)的計算是難點，由于不會計算，學(xué)生對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)時不會應(yīng)對，在課堂上筆者也進行了好多嘗試，但效果均不理想。下邊的一道智力小題,是解決這個問題的很好的引入點。

1.從智力小題引出與電子對的關(guān)系

1.1 智力小題

下圖共8個○，要求只移動一個○，使得圖形仍然保持兩行，而且每一行有5個○。

○
○
○
○ ○ ○ ○ ○

1．2 智力題解決方法

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

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

2．共用電子對個數(shù)的計算方法

2.1 非金屬單質(zhì)分子共用電子對的計算方法

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原子最外層電子達到穩(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)達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)需電子數(shù)缺少電子數(shù)共用電子對數(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)的共用電子對的個數(shù)，發(fā)現(xiàn)非常好用。以上方法對于化合物是否適用呢？

2.2 非金屬氫化物分子共用電子對的計算方法

以下是NH3和C2H2共用電子對個數(shù)的計算方法。

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

2．3 其他共價化合物分子共用電子對的計算方法

按照以上的方法又對幾種其他共價化合物中共用電子對個數(shù)進行了計算，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)達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后電子數(shù)缺少電子數(shù)共用電子對數(shù)非金屬氧化物CO2168+2×884其他CH3OH148+4×2+8105

2．4 陰陽離子、原子團中共用電子對的計算方法

以上方法在陰陽離子中共用電子對數(shù)的計算中也是可以運用的。

陰陽離子、原子團與分子的區(qū)別之處在于帶有電荷，在計算共用電子數(shù)時只需要把電荷數(shù)計算進去就可以了。陽離子原子團帶正電荷，用原子計算的最外層電子總數(shù)減去所帶電荷數(shù)就是這種陽離子具有的最外層電子總數(shù)；陰離子原子團帶負電荷，用原子計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)達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后電子數(shù)缺少電子數(shù)共用電子對數(shù)陽離子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)中共用電子對的計算方法

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個數(shù)在很多試題中也會出現(xiàn)，有的時候需要把結(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)的量共用電子對數(shù)1 molSi4 mol8 mol4 mol2NA1 molSiO216 mol(8+2×8) mol8 mol4NA