电子式的书写规范是化学学习中的一个重要环节,尤其是在处理离子化合物时,必须遵循一定的规则。离子化合物是由阳离子和阴离子通过静电力结合形成的化合物,准确书写阴阳离子各自的电子式是确保整个离子化合物电子式正确的关键。
有几个书写规范需要特别注意。其一是相同电荷的离子不能并排书写;其二是带相同电荷的离子不能相邻。接下来,我们通过几个例子来进一步了解这些规范。
以氯化镁为例,氯化镁是由一个镁离子和两个氯离子组成的。镁离子带有正电荷,氯离子带负电荷。在书写电子式时,两个氯离子由于具有相同的电荷,不能并排写在一起,因此它们分别分布在镁离子的两侧。首先书写镁离子的电子式,直接写出其离子符号即可;然后,书写氯离子的电子式,阴离子部分应当带有电荷符号,并且中括号内必须注明其带负电的状态。表示氯离子如何通过接受电子形成负离子的过程,可以通过小叉表示。
再来看共价化合物的电子式书写,这通常是学生较为困惑的部分。由于共价化合物中的原子通过共用电子对来形成化学键,因此我们不仅要考虑电子对的位置,还需要准确计算每个原子共享的电子对数目。这个过程需要学生更加细致地观察原子间的电子共享情况。
以水分子为例,水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。氧原子的外层电子有六个,分布在上下左右的四个位置,其中两个电子用来和两个氢原子共享,形成共价键。书写水的电子式时,我们标出氧原子的电子并表示其与氢原子之间的共用电子对。为了简化表示,也可以使用结构式,通过横线连接氧和氢原子,表示共用的电子对。
另一个例子是氨分子。氨分子由一个氮原子和三个氢原子组成。氮原子的外层有五个电子,其中两个用来与氢原子形成共价键,形成三对共用电子对。氨的结构式同样可以通过横线表示每一对共用电子对,形成一个简洁明了的结构。
再来看二氧化碳。二氧化碳由一个碳原子和两个氧原子组成。碳原子的外层电子有四个,氧原子外层有六个电子。在书写电子式时,每个氧原子与碳原子之间共享两对电子,形成双键。最终的电子式中,碳和氧之间由两条横线表示,以表示这两对共用电子对。
对于次氯酸的电子式,注意氧原子在分子中处于中心位置。氧原子的六个外层电子中,有一个电子与氢原子形成共用电子对,另一个与氯原子形成共用电子对。氯原子则剩余七个电子。氧原子通过与氢和氯原子的共用电子对形成了化学键。次氯酸的电子式应该反映氧原子处于中心,并且与氢和氯通过共享电子对连接。将氯原子放在中心的位置是不正确的,因为它不符合科学的共价键形成规律。
通过这些实例,学生可以逐步掌握不同类型分子的电子式书写方法。在高一阶段,理解和掌握这些书写规范以及共用电子对的形成,能够为今后的化学学习打下坚实的基础。