一、等電子體的判斷

具有相同價電子數和相同原子數的分子或離子具有相同的結構特征，這一原理稱為等電子原理。如果僅從概念字面出發，判斷與A粒子互為等電子體的B粒子的化學式，往往感覺無從下手，或東拼西湊的試寫，試寫也往往隻注意“價電子數”或“原子數”相同某一方面而錯答。如寫CH4分子的等電子體時許多學生寫成NH3（原子數不同）、CCl4（價電子數不同）等，至于再稍複雜一些的，錯的更多，實際體現為問題解決方法的欠缺。等電子體的判斷一般可采取以下幾種方法：

1、同族元素互換法

即将既定粒子中的某元素換成它的同族元素。如：

（1）CCl4的等電子體确定：換IVA族元素有SiCl4、GeCl4等；換VIIA族元素有CF4、CBr4、CI4、CFCl3、……；同時換可有SiF4、SiFCl3、……。

（2）CO2的等電子體确定：可将O原子換為S原子得COS、CS2，注意不能将C原子換為Si原子，因為CO2和SiO2的結構不同（前者為分子晶體，後者為原子晶體）。同理，不能将BeCl2的等電子體确定為MgCl2或BeF2（後兩種為離子晶體）。

（3）SO42－的等電子體确定：将一個O原子換為S原子得S2O32－；NO3－的等電子體可确定為PO3－。

（4）對于原子晶體類也可作類似推導：金剛石Cn與晶體矽Sin互為等電子體。

2、價電子遷移法

即将既定粒子中的某元素原子的價電子逐一轉移給組成中的另一種元素的原子，相應原子的質子數也随之減少或增加，變換為具有相應質子數的元素。

一般來說，讨論的元素為s區或p區元素，即主族元素居多，通常相關元素的族序數滿足A B=C D（或A B=2C）關系的，可考慮将A、B等個數換為C、D（或1A、1B換為2C）。如：

（1）CO2的等電子體确定，除了上述結果以外，還可以采用價電子遷移法：C、O原子的價電子數分别為4、6，從周期表中的位置看，中間夾着N元素，N原子價電子數為5，一個O原子拿一個電子給C原子，在電性不變條件下質子數同時變為7（價電子同時變為5），則可換為兩個N原子（由此也可以看出N2與CO互為等電子體）得N2O；如果将C原子的兩個價電子轉移給兩個O原子，元素原子分别轉換為1個Be、2個Cl，就可以得到CO2的另一個等電子體BeCl2。

同樣可以判斷：金剛石C2n與晶體矽Si2n的等電子體還可以為金剛砂(SiC)n、GaAs、AlP等；石墨C2n與白石墨(BN)n互為等電子體；無機苯B3N3H6與有機苯C6H6互為等電子體。

（2）離子之間的等電子體也可以推導：與N3－的等電子體查找方法，可将2個N原子換為1個C原子和一個O原子可得CNO－。

3、電子—電荷互換法

即将既定粒子中的某元素原子的價電子轉化為粒子所帶的電荷。這種方法可實現分子與離子的互判。如：

CN－的等電子體查找可用N原子1個電子換作1個負電荷，則N原子換為C原子，離子帶2個負電荷，其等電子體即為C22－；反之，将CN－的電荷轉化為1個電子，該電子給C原子，即得N2，若給N原子即得CO。同樣可判斷HNO3的等電子體為HCO3－；ICl4－與XeCl4互為等電子體。

在具體問題分析時，通常幾種方法同時聯想，靈活使用，方可快速準确的回答問題。

例題1、與CNO－互為等電子體的分子、離子化學式依次為_____、______ （各寫一種）。

分析：就與CNO－互為等電子體的分子而言，首先需将這1個電荷轉化為1個價電子，這個價電子給C變為N得N2O，給N變為O則得CO2（也可直接看作将N2O中2個N原子進行價電子轉移換為C、O從而得CO2，再由CO2進行價電子轉移或同族元素互換可得COS、CS2、BeCl2等。若進行離子查找，除前面判斷出的N3－外，利用同族元素互換可得CNS－；利用電子—電荷互換可得NO2 和CN22－。

答案：N2O或CO2或COS或CS2或BeCl2；N3－或CNS－或NO2 或CN22－。

例2、（1）根據等電子原理，寫出CO分子的結構式；

（2）寫出NO2 離子的電子式。

分析：CO分子的結構式、NO2 離子的電子式中學中并不作已有知識要求，直接作答難度大，但在題給信息提示下，可以利用等電子原理，先找出我們熟知結構的等電子體：CO與N2互為等電子體，NO2 與CO2互為等電子體，等電子體的結構相同，參照熟悉的N2的結構式、CO2的電子式便可輕松作答。答案：C≡O；

二、雜化類型的判斷

雜化軌道理論的引進是為了更好的解釋有關分子的空間構型和分子的相關性質，其核心思想是多原子分子中心原子将能級相近、能量較低的價層軌道相互作用，重新組合、再分配，構建成新的軌道，即雜化軌道，軌道雜化的目的是為了更有利于原子成鍵，成鍵時能力更強，有利于分子的形成。關鍵是中心原子的雜化類型能否準确判斷，雜化類型判斷正确，結合分子組成、價層電子對互斥理論，就容易解決分子構型、分子性質的相關問題。

1、取代法

以中學常見的、熟悉的基礎物質分子為原型，用其它原子或原子團取代原型分子中的部分原子或原子團，得到的新分子中心原子與原型分子對應的中心原子的雜化類型相同。如：

(1)CH3CH=CH2分子中C原子的雜化類型判斷，看作乙烯基取代了甲烷分子中的一個H原子，則甲基C原子為sp3雜化，也可看作甲基取代了乙烯分子中的一個H原子，故兩個不飽和C原子均為sp2雜化；

(2)(CH3)3N看作三個甲基取代了NH3分子中的三個H原子而得，所以其分子中N原子采用sp3雜化；

(3)H2O2看作羟基取代了H2O分子中一個H原子，H2O2中O原子應為sp3雜化；

(4)B(OH)3看作三個羟基取代了BF3中的F原子，可知B(OH)3中B原子為sp2雜化。

2、價電子對數計算法

對于ABm型分子(A為中心原子，B為配位原子)，分子的價電子對數可以通過下列計算确定：n=1/2（中心原子的價電子數 每個配位原子提供的價電子數×m），配位原子中鹵素原子、氫原子提供1個價電子，氧原子和硫原子按不提供價電子計算；若為離子，須将離子電荷計算在内：n=1/2（中心原子的價電子數 每個配位原子提供的價電子數×m±離子電荷數），陽離子取“－”，陰離子取“ ”。根據價電子對數可以有以下結論：

分子 價電子對數 幾何構型 中心原子雜化類型

BeCl2 2 直線型 sp

BF3 3 平面三角形 sp2

SiCl4 4 正四面體 sp3

一般來講，計算出的n值即為雜化軌道數，能直接對映中心原子的雜化類型。如：SO42－的n=4，中心原子S原子為sp3雜化；NO3－的n=3，中心原子N原子為sp2雜化；ClO3－、ClO4－的n均為4，Cl原子均為sp3雜化（但離子空間構型不同，從價層電子對互斥模型看，前者為三角錐形，後者為正四面體型）。

這種方法不适用于結構模糊或複雜的分子、離子，如NO2 、H2B=NH2等的中心原子雜化類型學生就很難用該法進行判斷，但可以從其它途徑确定。

3、等電子原理應用

等電子體具有相同的結構特征，則等電子體的中心原子的雜化類型相同。用此方法将結構模糊或複雜的分子、離子轉化成熟悉的等電子體，然後進行确定。如NO2 、H2B=NH2分别與CO2、CH2=CH2互為等電子體，而CO2、CH2=CH2中心原子C原子分别為sp、sp2雜化，則NO2 中心原子N原子為sp雜化，H2B=NH2中心原子B、N原子均為sp2雜化。

4、價鍵直查法

從雜化軌道理論可知，原子之間成鍵時，未雜化軌道形成鍵，雜化軌道形成鍵，若未參與成鍵，剩餘的必然是雜化軌道上的孤對電子。在能夠明确結構式的分子、離子中心原子雜化類型分析時，可直接用下式判斷：雜化軌道數n=中心原子的鍵數 中心原子的孤電子對數（多重鍵中隻有一個鍵，其餘均為鍵），可方便找到中心原子的雜化類型。如：

(1)SiF4分子中Si原子軌道雜化類型分析，基态Si原子有4個價電子，與4個F原子恰好形成4個鍵，無未成鍵電子，n=4，則SiF4分子中Si原子采用sp3雜化；

(2)基态C原子有4個價電子，在HCHO分子中，C原子與2個H原子形成2個鍵，與O原子形成C=O雙鍵，C=O雙鍵中有1個鍵、1個鍵，C原子無剩餘價電子，n=3，則HCHO分子中C原子采用sp2雜化；

(3)三聚氰胺中有兩種環境的N原子，環外N原子形成3個鍵，用去基态N原子5個價電子中的3個，餘下1個孤電子對，n=4，則環外N原子采用sp3雜化，環内N原子形成2個σ鍵、1個π鍵，用去基态N原子5個價電子中的3個，餘下1個孤電子對，n=3，則環内N原子采用sp2雜化。通過以上分析，可以認識到問題的難易是相對的，關鍵是能否找到解決問題的方法，方法往往有多種，要在學習過程中積累、歸納、體會，有了正确、适合的解決問題的方法，才會收到事半功倍的效果。

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