大π鍵概念

大π鍵又稱離域π鍵，共軛大π鍵。這就體現(xiàn)了大π鍵的一些特點(diǎn)，如電子離域，體系共軛。大π鍵的定義：由三個(gè)或三個(gè)以上的原子形成的π鍵。所謂π鍵就是軌道“肩并肩”形成的鍵。所以大π鍵就是多個(gè)軌道“肩并肩”所成的鍵。

大π鍵形成條件

雖然題主問的是大π鍵m和n的判斷，但為了更好的理解后面的分析方法。我還是要在這里簡(jiǎn)單提一下大π鍵的形成條件。 ①成鍵原子必須在同一平面或同一直線上。這就意味著中心原子必須是sp2或sp雜化。②成鍵原子必須提供相互平行的p軌道。 ③離域電子總數(shù)小于p軌道數(shù)的兩倍。 (即m≤2n)

大π鍵分析

大π鍵可以表示為πmn(m寫在右上方，n寫在右下方),m為離域電子數(shù)，n為參與成鍵p軌道數(shù)。題主想問的就是m和n的求法吧。要想弄清m和n，需要對(duì)成鍵情況進(jìn)行分析，下面舉例說明。

①苯 苯的大π鍵是很典型的例子，也是高中課本中關(guān)于大π鍵的唯一舉例。(魯科版是這樣的，其他版本不清楚)首先，苯中C的價(jià)層軌道里，一個(gè)s兩個(gè)p均參與形成sp2雜化。價(jià)層軌道里只剩下一個(gè)p軌道。熟悉雜化的話就會(huì)知道，雜化前會(huì)有一步激發(fā)，使4個(gè)電子分布在C的四個(gè)價(jià)層軌道中。雜化后四個(gè)電子中三個(gè)處在三個(gè)sp2雜化軌道里，剩下一個(gè)處于垂直于sp2平面的p軌道中。sp2軌道兩個(gè)與相鄰的C形成σ鍵，剩下一個(gè)與H形成σ鍵。而垂直的六個(gè)p軌道之間肩并肩(p軌道都垂直于sp2平面，所以它們之間平行，此處需要一點(diǎn)空間想象力，用立體幾何來講就是垂直于同一平面的直線互相平行)，形成了共軛大π鍵。所以n為6，m也為6。苯中的大π鍵為π66。

②臭氧 首先，臭氧的三個(gè)氧原子不成環(huán)。雖然環(huán)狀結(jié)構(gòu)的Lewis結(jié)構(gòu)式形式電荷更少，但根據(jù)Baeyer張力學(xué)說，我們可以知道三元環(huán)的張力是很大的。(如果臭氧為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，那么三個(gè)氧均為sp3雜化)故臭氧為鏈狀結(jié)構(gòu)。然后，我們?cè)俑鶕?jù)VSEPR相關(guān)知識(shí)很容易就能算出臭氧中的中心氧原子采取sp2雜化。基態(tài)氧的價(jià)電子排布為2s22p4。在雜化前，2s中的一個(gè)電子激發(fā)到不參與雜化的那個(gè)2p中去。故雜化后sp2雜化軌道里兩個(gè)軌道各有一個(gè)電子，剩下一個(gè)sp2有一對(duì)電子(即孤對(duì))。而未參與雜化的p軌道也有一對(duì)孤對(duì)電子。含未成對(duì)電子的兩個(gè)sp2軌道分別和配體氧原子形成兩根σ鍵。剩下一個(gè)sp2軌道容納了一對(duì)孤對(duì)。而垂直于sp2平面的p軌道里也有一對(duì)孤對(duì)。再看兩個(gè)配體氧原子，配體氧原子是不雜化的，由它的價(jià)層電子排布可知它有兩對(duì)孤對(duì)，剩下兩個(gè)未成對(duì)電子，一個(gè)去和中心氧成鍵，剩下一個(gè)待在垂直于平面的p軌道里。另一個(gè)配體氧同理。所以現(xiàn)在垂直于sp2平面的總共有3個(gè)p軌道，p軌道中總共有4個(gè)p電子。所以臭氧是π43。

臭氧型分子方法總結(jié)：πmn中m=中心原子孤對(duì)電子個(gè)數(shù)(注意是個(gè)數(shù)不是對(duì)數(shù))+配位原子未成對(duì)電子總數(shù)－σ鍵數(shù)

常見大π鍵總結(jié)

①CO2：兩個(gè)π43

等電子體：N2O,N3-與之相同

②O3：π43

等電子體：SO2,NO2- 與之相同

③CO32-：π64

等電子體：SO3,NO3-,BF3與之相同

④NO2 π33

⑤ClO2 π53

⑥芳香化合物

苯：π66 萘：π1010 吡啶：π66

四苯乙烯：π2626 三苯甲烷：三個(gè)π66

三苯甲基正離子：π1819

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8月2日更新：(原回答寫于3月29日)

介于這是我在知乎最有人看的回答 今天打算再添點(diǎn)東西 距離寫原回答那會(huì)兒已經(jīng)有四個(gè)月了 這四個(gè)月里 我又做了好多好多回大π鍵的題 對(duì)這個(gè)東西怎么算 比之前更清楚了一些 再回頭看當(dāng)時(shí)寫的東西 發(fā)現(xiàn)著實(shí)是太繁瑣了些 今天來講更簡(jiǎn)潔的處理

πnm(下面是n，上面是m)n表示參與大π鍵的原子數(shù) m表示參與大π鍵的電子數(shù) n的話 看感覺數(shù)就行 比如臭氧 就三個(gè)原子 那n肯定就是3 碳酸根四個(gè)原子 就是4 苯12個(gè)原子 H連p軌道都莫得 所以肯定是那六個(gè)碳大π n就為6 以此類推

m會(huì)稍難一些 但有規(guī)律 對(duì)于有雜化的原子 貢獻(xiàn)p電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)－σ鍵數(shù)－孤對(duì)電子數(shù)(注意 是孤對(duì)電子數(shù) 不是孤對(duì)對(duì)數(shù)) 對(duì)于沒雜化的原子(如臭氧旁邊那兩個(gè)氧) 貢獻(xiàn)p電子數(shù)=單電子數(shù)－σ鍵數(shù) 那么m就等于所有參與的原子貢獻(xiàn)p電子數(shù)之和 easy easy

下面仍舉之前的兩個(gè)例子

苯 苯6個(gè)H不用管了不參與大π 6個(gè)碳化學(xué)環(huán)境相同 算一個(gè)再乘6就行 然后開始套公式 4個(gè)價(jià)電子－3個(gè)σ鍵(別漏碳?xì)滏I 鍵線式很容易漏算碳?xì)滏I)－孤對(duì)電子數(shù)0(是孤電子數(shù) 不是對(duì)數(shù) 如果你算的是lp 一定要乘2)然后 4－3－0＝1 所以一個(gè)碳貢獻(xiàn)1個(gè) 6個(gè)碳就6個(gè) π66 打完收工

臭氧 臭氧是中心氧雜化 兩邊氧沒有 因?yàn)樽钸吷系脑佣疾浑s化 然后又是套公式 中間氧 6－2－2(lp＝vp－bp sp2 vp就是3 σ鍵數(shù)過了 是2 所以lp就是3－2＝1 公式里是孤電子數(shù) 所以lp要再乘2 第三個(gè)數(shù)就是2)最后算出來中心氧貢獻(xiàn)2個(gè)

旁邊的氧也套公式 公式忘了是啥可以往上劃 就是單電子－σ鍵數(shù) 所以是2－1 貢獻(xiàn)1個(gè)電子 單電子的計(jì)算 基態(tài)原子價(jià)電子軌道表示式畫一下就懂了 所以總的m就是1+1+2 兩個(gè)旁邊氧各一個(gè)一個(gè)中間氧兩個(gè) 1+1+2＝4 π34 算完了

兩個(gè)例子應(yīng)該夠了 接下來自己找題練就行

然后再補(bǔ)充一個(gè)小知識(shí)點(diǎn) 關(guān)于大π鍵鍵級(jí)的計(jì)算 這個(gè)高考肯定不考 但了解一下可以加深對(duì)大π鍵的認(rèn)識(shí) 以下內(nèi)容適合對(duì)化學(xué)感興趣的普通高中生閱讀 競(jìng)賽生和大學(xué)生就算了 我不配(菜的安詳.jpg.)

大π鍵鍵級(jí)的計(jì)算用的是一種類似分子軌道理論的處理 沒學(xué)過分子軌道理論也沒有關(guān)系 我對(duì)MO也只是略知一二 學(xué)過原子軌道理論就行

我們起先說過了這個(gè)πnm n個(gè)原子各提供1個(gè)p軌道參與成鍵 所以有n個(gè)軌道 然后我們要給這些軌道分出能級(jí)一樣的東西

若n為偶數(shù) 對(duì)半分 一半為成鍵 一半為反鍵 若n為奇數(shù) 減掉一個(gè)當(dāng)作非鍵 剩下對(duì)半分 一半為成鍵 一半為反鍵 能量為：反鍵＞非鍵＞成鍵至于什么是成鍵反鍵非鍵 問就是量子力學(xué)(doge)

然后開始填電子 總共m個(gè)電子 填的規(guī)則與原子軌道相同 能量最低 洪特泡利 什么成鍵非鍵反鍵就相當(dāng)于能級(jí)

填完就可以算鍵級(jí)了 鍵級(jí)＝(成鍵電子數(shù)－反鍵電子數(shù))÷2所以就是成鍵正貢獻(xiàn) 反鍵負(fù)貢獻(xiàn) 非鍵不貢獻(xiàn) 非常顧名思義了可以說是

下面來試幾個(gè)

π66 如上法 算一波 鍵級(jí)為3 以苯為例 高一的時(shí)候老師常說 苯的鍵介于單雙之間 那么單雙之間究竟是1.幾呢 實(shí)際上就是一鍵半 把這個(gè)鍵級(jí)為3的大π鍵 平分到6個(gè)碳碳鍵上 每根正好加了0.5的鍵級(jí)

π34 以臭氧及其等電子體們?yōu)榈湫痛?該例較上一例的區(qū)別是多了非鍵

π36 亞氯酸根 長的就很大π的樣子 按上文的算法就是中心氯 7-2-2+1=4 單個(gè)配位氧 2-1＝1 總共m＝4+1+1＝6 就是π36 然而實(shí)際上 亞氯酸根根本沒有大π鍵 因?yàn)棣?6理論上就是不存在的 經(jīng)計(jì)算π36鍵級(jí)為0 鍵級(jí)為0就是沒這個(gè)鍵的意思

總的來說就這些 感謝閱讀 祝您生活愉快！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的兀键和6键怎么判断_高中有机化学大兀键怎么判断电子数和参与成键的原子数?...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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