
【化】 isoelectronic molecules
class; grade; rank; wait; when
【机】 iso-
electron
【化】 electron
【医】 e.; electron
element; member; molecule; numerator
【计】 molecusar
【化】 molecule
【医】 molecule
等电子分子的定义与核心特征
等电子分子(Isoelectronic species)指具有相同原子数和相同价电子总数的分子、离子或原子。该概念源于原子核外电子排布的相似性,强调电子构型的等效性。例如,一氧化碳(CO)与氮气(N₂)均为14个价电子(CO:C提供4个、O提供6个,共10个价电子;N₂:每个N提供5个,共10个价电子),属于等电子体。此类分子常表现出相似的化学键类型(如共价键)、空间构型(如直线形)及物理性质(如熔点、键长)。
汉英术语对比与学术应用
“等电子”直译为“equal electrons”,强调电子数量相等;“分子”涵盖中性分子及离子(如CN⁻与N₂)。
"Isoelectronic"由希腊词根"isos"(相等)与"electronic"构成,国际通用表述为"species with identical electron configuration"。
该概念在预测未知分子结构时具有重要价值。例如,通过参照已知等电子体O₃(臭氧)的角形结构,可推断SO₂(二氧化硫)的V形几何构型。
权威参考文献
实际科学意义
等电子原理是材料设计的关键工具。例如,半导体行业中利用硅(Si)与磷化镓(GaP)的等电子掺杂(均具32个价电子)调控能带结构,优化光电性能。
等电子分子(又称等电子体)是指具有相同价电子数和相似原子排列结构的分子、离子或原子团。这类物质因电子结构相近,常表现出相似的物理化学性质。以下是详细解释:
价电子数与原子数相同
等电子体的原子总数和总价电子数必须相等(轻原子如氢通常不计入)。例如,CO(1个C+1个O)与N₂(2个N)原子数不同,但价电子数均为10,因此属于等电子体。
结构相似性
等电子体通常具有相似的分子构型,如直线型、平面三角形等。例如,CO₂(直线型)与N₂O、NO₂⁺的几何构型相同。
通过计算价电子总数和原子数是否匹配。例如,SO₃²⁻(硫6e⁻ + 3氧各6e⁻ + 2电荷=26e⁻)与PO₃⁻(磷5e⁻ + 3氧各6e⁻ +1电荷=24e⁻)不满足条件。
等电子原理常用于预测未知分子结构或设计新材料。例如,通过已知的SiO₂(四面体结构)推断等电子的CO₂可能的结构。
注意:不同文献对氢原子是否计入存在争议,建议结合具体研究场景判断。更多案例可参考化学教材中的等电子体列表。
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