高考题中的大π键问题(WORD下载)-夜雨聆风

高考题中的大π键问题(WORD下载)

高考题中的大π键问题

1、什么是大π键？

在多原子分子中，如有相互平行的p轨道，它们连贯重叠在一起构成一个整体，p电子在多个原子间运动形成π型化学键，这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π 键或共轭大π键

2、形成大π键的条件是什么？大π键是3个或3个以上原子彼此平行的p轨道从侧面相互重叠形成的π键

(1)这些原子都在同一平面上；

(2)这些原子有相互平行的p轨道；

(3)p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍

3、如何表示大π键？

如：

指平行于p轨道的数目有3个(一般粒子有几个原子,就是几个p轨道)，平行p轨道里的电子数为4

4、大π键表示为：，b≦a

(1)先计算粒子的总价电子数(m)

(2)计算原子之间的δ键，一对δ键存在2个电子(n)

(3)中心原子的孤对电子数(o)

(4)外围原子的价层电子中的孤对电子数，如:O原子为2s、2p中各有1对，共4个电子(p)

(5)大π键的电子，剩余电子，共有：b=m—n－o－p

(6)表示：共有几个原子参加，则即有几个p轨道平行，数目为a，大π键表示为：

5、举例说明

例1、CO₂中的大π键：

分析：

(1)CO₂中C原子为sp杂化，两端的O原子可视为不杂化

(2)C原子sp杂化轨道为两个能量相等的Px轨道，其中各含有1个成单电子；Py轴上有1个成单电子；Pz轴上也有1个成单电子

(3)O原子2s²、2p轨道中其中一个轨道上面均为两个自旋相反的电子。另两个P轨道上的成单电子分别与C原子的sp杂化轨道形成δ键和π键。

(4)第一套：y轴从左至右的电子数为：1、1、2，共4e-；第二套：z轴从左至右的电子数为：2、1、1，共4e-；均为三个P轨道，故CO₂中存在两套Π3⁴的大π键。

另计算如下：(中心原子C不存在孤对电子)

(1)CO₂中的价电子总数为4+6×2=16

(2)C与O形成δ键的电子数为2×2=4 (C和O各拿出1个电子，共2组)

(3)成对电子O原子中：2s、2p中有一个轨道中存在一对孤对电子(共4个)，2个O原子共有：4×2=8

(4)形成大π键的电子，即为剩余电子，共有：16－4－8=4

(5)O、C、O原子的每个原子的某一p轨道中共有4个电子可共享，即大π键为

例2、NO₃^—中的大π键：(中心原子N不存在孤对电子)

(1)NO₃^—中的价电子总数为5+6×3+1=24

(2)N与O形成δ键的电子数为3×2=6 (N和O各拿出1个电子，共3组)

(3)成对电子O原子中：2s、2p中有一个轨道中存在一对孤对电子 (共4个)，3个O原子共有：4×3=12

(4)形成大π键的电子，即为剩余电子，共有：24－6－12=6

(5)O、O、N、O原子的每个原子的某一p轨道中共有4个电子可共享，即大π键为

例3、O₃中的大π键：(中心原子O存在一对孤对电子)O₃可以看成O·O₂

(1)O₃中的价电子总数为6×3=18

(2)中心O与另两个O原子形成δ键的电子数为2×2=4

(3)中心O存在一对孤对电子

(4)成对电子O原子中：2s、2p中有一个轨道中存在一对孤对电子(共4个)，2个O原子共有：4×2=8

(5)形成大π键的电子，即为剩余电子，共有：18－4－2－8=4

(6)O、O、O原子的每个原子的某一p轨道中共有4个电子可共享，即大π键为

提醒：中心原子若有孤对电子，一定要把孤对电子从价电子总数中减去

说明：如果能画出草图，则可更好地理解各个原子之间的成键情况。如果画不出，只能通过公式进行计算，而不必管电子是如何填入轨道中的。

图示法快速确定分子或离子中的大π键

离域大π键是一个比较难懂的知识。对于一些简单的分子或离子，我们可以通过画出三个相互垂直的p轨道分析出其中参与形成大π键的电子，但是这也需要一定的空间想像能力以及要弄清原子之间的电子填充情况，分析起来也显得复杂。

一、判断步骤

1、先分析出原子与原子之间以键相连，并且只存在1对共用电子对；

2、除了形成

键外的多余电子置于该原子的周围；

3、阳离子中，电负性小的失电子，阴离子中电负性大的得电子；

4、若端位原子只有一个成单电子，则该电子参加形成大π键；基端位原子没有成单电子，则其最多有一对孤对电子参加形成大π键；

5、画出路易斯结构式，从中分析得出：

①有几个原子就有几个p轨道参加成键(a);

②每个原子中的成单电子或一对孤对电子为大π键中电子数(b);

③大π键表示为

二、典例举例

例1、请分析CO₂中的大π键为?

分析：C最外层有4个电子，与两边的O原子各形成一根

键，多余的两个电子置于C原子的上、下位置，O原子最外层为6个电子，一个电子与C形成

键后，还存在两对孤对电子，还有一个成单子。由此画出CO₂的路易斯结构式为：

，从图中方框可以判断出，左边一个氧上的一对孤对电子，中间一个碳原子上的一个单电子，最右边氧上的一个单电子，共4个电子形成一套的大π键。同样，右边一个氧上的一个成单电子，中间一个碳原子上的一个单电子，最右边氧上的一对孤对电子，共4个电子形成一套的大π键。故CO₂中存在两套的大π键。

例2、请分析SO₂中的大π键为?

分析：S和O的最外层均为6个电子，S与两个O原子形成两根

键，S多余的4个电子置于上、下两侧，O与S形成一根键之后还多余5个电子，其中有2对是共用电子对，还有一个为成单电子，参与形成大π键。由此画出SO₂的路易斯结构式为：

。从图中判断出，SO₂存在一套的大π键。

例3、请分析O₃中的大π键为?

分析：画出O₃的路易斯结构式为：

，从图中判断出，O₃存在一套的大π键。

例4、请分析NO₂^—中的大π键为？

分析：NO₂中N失去电一个电子，还余4个电子，各用一个与两边的O原子形成

键，还多余两个孤对电子形成大π键。由此画出NO₂的路易斯结构式为：

，从图中判断出，NO₂存在一套的大π键。

例5、请分析SO₃中的大π键为?

分析：路易斯结构式为：

，红色圈中共有6个电子，从图中判断出，SO₃中的大π键为。

说明：有成单电子的，则成单电子参加形成大π键；若没有成单电子的，则用一对孤对电子形成大π键。

例6、请分析NO₃^—中的大π键为?

分析：路易斯结构式为：

，最上面的O原子得一个电子（用红色的点表示），则圈中共6个电子，故大π键为。

例7、请分析CO₃^2—中的大π键为?

分析：路易斯结构式为：

，最上面的O原子和左侧的O原子各得一个电子（用红色的点表示），则圈中共6个电子，故大π键为。

常见物质中的大π键

物质	大π键
苯
丁二烯
CO₂、NO₂⁺、N₃^—、
CO₃^2—、NO₃^—、SO₃
SO₂、O₃、NO₂^—

来自海纳百川中学化学工作室，致谢!

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