
【化】 isoelectronic molecules
class; grade; rank; wait; when
【機】 iso-
electron
【化】 electron
【醫】 e.; electron
element; member; molecule; numerator
【計】 molecusar
【化】 molecule
【醫】 molecule
等電子分子的定義與核心特征
等電子分子(Isoelectronic species)指具有相同原子數和相同價電子總數的分子、離子或原子。該概念源于原子核外電子排布的相似性,強調電子構型的等效性。例如,一氧化碳(CO)與氮氣(N₂)均為14個價電子(CO:C提供4個、O提供6個,共10個價電子;N₂:每個N提供5個,共10個價電子),屬于等電子體。此類分子常表現出相似的化學鍵類型(如共價鍵)、空間構型(如直線形)及物理性質(如熔點、鍵長)。
漢英術語對比與學術應用
“等電子”直譯為“equal electrons”,強調電子數量相等;“分子”涵蓋中性分子及離子(如CN⁻與N₂)。
"Isoelectronic"由希臘詞根"isos"(相等)與"electronic"構成,國際通用表述為"species with identical electron configuration"。
該概念在預測未知分子結構時具有重要價值。例如,通過參照已知等電子體O₃(臭氧)的角形結構,可推斷SO₂(二氧化硫)的V形幾何構型。
權威參考文獻
實際科學意義
等電子原理是材料設計的關鍵工具。例如,半導體行業中利用矽(Si)與磷化镓(GaP)的等電子摻雜(均具32個價電子)調控能帶結構,優化光電性能。
等電子分子(又稱等電子體)是指具有相同價電子數和相似原子排列結構的分子、離子或原子團。這類物質因電子結構相近,常表現出相似的物理化學性質。以下是詳細解釋:
價電子數與原子數相同
等電子體的原子總數和總價電子數必須相等(輕原子如氫通常不計入)。例如,CO(1個C+1個O)與N₂(2個N)原子數不同,但價電子數均為10,因此屬于等電子體。
結構相似性
等電子體通常具有相似的分子構型,如直線型、平面三角形等。例如,CO₂(直線型)與N₂O、NO₂⁺的幾何構型相同。
通過計算價電子總數和原子數是否匹配。例如,SO₃²⁻(硫6e⁻ + 3氧各6e⁻ + 2電荷=26e⁻)與PO₃⁻(磷5e⁻ + 3氧各6e⁻ +1電荷=24e⁻)不滿足條件。
等電子原理常用于預測未知分子結構或設計新材料。例如,通過已知的SiO₂(四面體結構)推斷等電子的CO₂可能的結構。
注意:不同文獻對氫原子是否計入存在争議,建議結合具體研究場景判斷。更多案例可參考化學教材中的等電子體列表。
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