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  • 1 # 使用者1916248094968

    1919年,朗繆爾提出:原子數相同,電子數相同的分子,結構相同,物理性質相近,稱之為等電子原理,相應的物質互稱為等電子體(Isoelectromic Species)0有些文獻也表述成:具有相同電子數和相同重原子(即比氫重的原子)數的分子(或離子),通常具有相似的電子結構,相似的分子構型(重原子的幾何排布)和某些相似的性質。這條規律叫做等電子原理。具有等電子特徵的一些物質互稱為等電子體。

    例如,在N 2 和CO,CO 2 和N 2 O中,前者電子數和原子數都分別為14和 2;後者都分別為22和3,所以N 2 和CO(見表3-13),CO 2 和N 2 O分別為等電子體。同理可分析C 6 H 6 (苯)和N 3 B 6 H 6 (俗稱無機苯)也為等電子體,實驗 表明它們有相似的電子結構、相似的幾何構型和某些相似的性質:都為平面六 元環結構,C、B、N都呈sp 2 雜化,分子內都存在 離域鍵,分子都比較穩定, 都具有高熔點、較穩定 的性質。

    運用等電子原理,可以推測或預測某些分子或離子的結構。如分子 S 4 N 4 H 4 和S 8 是等電子體,根據等電子原理,S 4 N 4 H 4 具有類似S 8 的結構; ClF 5 、ClOF 4 - 、XeOF 4 都具有四方錐形的結構,因為它們都是等電子體。

    等電子原理有很多實際應用,例如在研製半導體材料中,由於半導體化合 物是一類等電子體,所以從開始利用鍺和矽的半導體性質後,等電子原理便啟 發著人們,在研究製備半導體材料方面指出了方向。如AlP、GaP、InP、GaAs 等許多半導體化合物已被廣泛地應用,就是等電子原理的運用成果。

    必須指出,等電子體的結構相近,某些物理性質相似,但多數化學性質差 異很大。如N 2 、CO、CN - 、O 2 2+ 等都是等電子體,CO、CN - 的毒性很大,而 N 2 無毒;CO、CN - 的配位能力很強,而N 2 的配位能力很弱; O2 2+ 的反應活性 很強,而N 2 的反應活性很弱等。

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