全面剖析大π键
时间:2021-03-29 10:17 来源:未知 作者:杨群 点击:次 所属专题： 大π键
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【方法与规律】
1、大π键的定义
在多原子分子中，如有相互平行的p轨道， 它们连贯地“肩并肩”地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、大π键的形成条件
(1)所有参与形成离域π键的原子在同一平面上，因此中心原子采取sp2杂化或sp杂化
(2)参与形成离域π键的原子都必须提供一个或两个相互平行的P轨道
(3)形成离域π键的P轨道上的电子总数小于P轨道数的2倍
3、大π键表示方法：
，m为原子个数，n为共用电子个数，m≤2n
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、m和n的计算方法
(1)ABn型的分子或离子
【方法一】
①m为原子个数：一般粒子有几个原子，就是几个p轨道，如：SO2有3个原子形成π键，则m=3
②n值的计算
A．分析出参与形成离域π键的每个原子形成几个σ键
B．形成σ键后，若只有一个成单电子，则该电子参与形成大π键，若没有成单电子，则最多有一对孤对电子参与形成大π键
物质 | 分析方法 | 大π键 |
SO2 | S、O原子的电子式分别为： |
|
O3 | O原子的电子式分别为： |
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NO2－ | N、O原子的电子式分别为： |
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规律 | ①若微粒互为等电子体，则大π键是相同的；②若为离子，n的数值遵循“阴加阳减” | |
CO2 | C、O原子的电子式分别为： |
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同理 | SCN-、NO2＋、N3-互为等电子体，则大π键是相同的，大π键为 | |
、
，中心原子S采取sp2杂化，形成2个σ键，还有4个电子即2对孤对电子，S原子最多提供1对孤对电子形成大π键，O原子形成1个σ键后，还有5个电子，有1个单电子，则两个O原子的单电子参与形成大π键，故n=2＋2×1= 4，因此SO2大π键为
，中心原子O采取sp2杂化，形成2个σ键，还有4个电子即2对孤对电子，中心O原子最多提供1对孤对电子形成大π键，配位O原子形成1个σ键后，还有5个电子，有1个单电子，则两个O原子的单电子参与形成大π键，故n=2＋2×1= 4，因此O3大π键为
、
，中心原子N采取sp2杂化，形成2个σ键，还有3个电子则有1个单电子，中心N原子最多提供1个单电子形成大π键，配位O原子形成1个σ键后，还有5个电子，有1个单电子，则两个O原子的单电子参与形成大π键，由于带一个单位的负电荷，也要参与形成大π键，故n=1＋1＋2×1= 4，因此N
、
，中心原子C采取sp杂化，形成2个σ键，还有2个电子即1对孤对电子，中心C原子最多提供1对孤对电子形成大π键，O原子形成1个σ键后，还有5个电子，有1个单电子，则两个O原子的单电子参与形成大π键，由于带一个单位的负电荷，也要参与形成大π键，故n=2＋2×1= 4，因此CO2大π键为
物质 | 分析方法 | 大π键 |
CO32－ | C、O原子的电子式分别为： |
|
同理 | NO3－、SO3互为等电子体，则大π键是相同的，大π键为 | |
、
，中心原子C采取sp2杂化，形成3个σ键，还有1个单电子，中心C原子最多提供1个单电子形成大π键，O原子形成1个σ键后，还有5个电子，有1个单电子，则3个O原子的单电子参与形成大π键，由于带2个单位的负电荷，也要参与形成大π键，故n=1＋2＋3×1= 6，因此C
【方法二】
①m为原子个数：一般粒子有几个原子，就是几个p轨道，如：SO2有3个原子形成π键，则m=3
②n值的计算(3个部位加起来的总和)
A．中心原子=中心原子价电子数－形成σ键所提供的电子总数－孤电子数
B．成键原子=成单电子数总和
C．外界：阴阳离子，遵循“阴加阳减”
物质 | 分析方法 | 大π键 |
SO2 | ①S的杂化：sp2 ②形成大π键的p轨道电子总数 A．中心S原子=中心原子价电子数－形成σ键所提供的电子总数－孤电子数= 6－2×1－2= 2 B．成键原子=2×1= 2 C．外界：0 n=2＋2= 4，因此SO2大π键为 |
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NO2＋ | ①N的杂化：sp ②形成大π键的p轨道电子总数 A．中心n原子=中心原子价电子数－形成σ键所提供的电子总数－孤电子数= 5－2×1－0 = 3 B．成键原子=2×1= 2 C．外界：－1 n=3＋2－1= 4，因此NO2＋大π键为 |
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SO3 | ①S的杂化：sp2 ②形成大π键的p轨道电子总数 A．中心S原子=中心原子价电子数－形成σ键所提供的电子总数－孤电子数= 6－3×1－0= 3 B．成键原子=3×1= 3 C．外界：0 n=3＋3 = 6，因此SO3大π键为 |
|
NO3－ | ①N的杂化：sp2 ②形成大π键的p轨道电子总数 A．中心N原子=中心原子价电子数－形成σ键所提供的电子总数－孤电子数= 5－3×1－0= 2 B．成键原子=3×1= 3 C．外界：1 n=2＋3＋1= 6，因此NO3－大π键为 |
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【方法三】
①m为原子个数：一般粒子有几个原子，就是几个p轨道，如：SO2有3个原子形成π键，则m=3
②n值的计算
A．先计算微粒的总价电子数(a)
B．计算原子之间的σ键，一对σ键存在2个电子(b)
C．中心原子的孤对电子数(c)
D．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(d)
③n=a－b－c－d
物质 | 分析方法 | 大π键 |
SO2 | 总价电子数a=6＋6×2=18 σ键电子数b=2×2=4 中心原子的孤对电子数c=2 外围原子的价层电子中的孤对电子数d=2×4=8 n=a－b－c－d =18－4－2－8= 4，因此SO2大π键为 |
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NO2＋ | 总价电子数a=5＋6×2－1=16 σ键电子数b=2×2=4 中心原子的孤对电子数c=0 外围原子的价层电子中的孤对电子数d=2×4=8 n=a－b－c－d =16－4－0－8= 4，因此NO2＋大π键为 |
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SO3 | 总价电子数a=6＋6×3=24 σ键电子数b=3×2=6 中心原子的孤对电子数c=0 外围原子的价层电子中的孤对电子数d=3×4=12 n=a－b－c－d =24－6－0－12=6，因此SO2大π键为 |
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NO3－ | 总价电子数a=5＋6×3＋1=24 σ键电子数b=3×2=6 中心原子的孤对电子数c=0 外围原子的价层电子中的孤对电子数d=3×4=12 n=a－b－c－d =24－6－0－12= 6，因此NO3－大π键为 |
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(2)多个中心原子(AmBn)型的分子或离子（用方法一）
①m为原子个数：一般粒子有几个原子，就是几个p轨道，如：SO2有3个原子形成π键，则m=3
②n值的计算
A．分析出参与形成离域π键的每个原子形成几个σ键
B．形成σ键后，若只有一个成单电子，则该电子参与形成大π键，若没有成单电子，则最多有一对孤对电子参与形成大π键
物质 | 分析方法 | 大π键 |
| C原子的电子式为： |
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| C、N原子的电子式为： 还有3个电子，有一个成单电子参与形成大π键，所以n=5×1＋1= 6，因此其大π键为 |
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| C、N原子的电子式为： |
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| C、N原子的电子式为： |
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| C、O原子的电子式为： |
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| C、S原子的电子式为： |
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| C、Se原子的电子式为： |
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| C原子的电子式为： |
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，每个C原子采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，因此其大π键为
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，C原子都采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，N原子形成2个σ键，
、
，C原子都采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，N原子形成3个σ键，还有1对孤对电子，这对孤对电子一定参与形成大π键，所以n=4×1＋2= 6，因此其大π键为
、
，C原子都采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，1号N原子形成3个σ键，还有1对孤对电子，这对孤对电子一定参与形成大π键，2号N原子形成2个σ键，还有3个电子，则有一个成单电子参与形成大π键，所以n=3×1＋2＋1= 6，因此其大π键为
、
，C原子都采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，O原子形成2个σ键，还有4个电子即2对孤对电子，O原子最多提供1对孤对电子形成大π键，所以n=4×1＋2=6，因此其大π键为
、
，C原子都采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，S原子形成2个σ键，还有4个电子即2对孤对电子，S原子最多提供1对孤对电子形成大π键，所以n=4×1＋2= 6，因此其大π键为
、
，C原子都采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，Se原子形成2个σ键，还有4个电子即2对孤对电子，Se原子最多提供1对孤对电子形成大π键，所以n=4×1＋2= 6，因此其大π键为
，C原子都采取sp2杂化，形成3个σ键，每C原子有1个成单电子，该单电子参与形成大π键，所以n=4×1=4，因此其大π键为
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