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一、吡咯的结构

氮原子的杂化：氮原子采用 sp²杂化，形成2个σ键（与相邻碳原子）和1个σ键（与氢原子或取代基），并保留一个孤对电子在p轨道中，形成了大派键。

电子分布：氮原子的孤对电子参与环的π共轭体系，与环上的四个碳原子共同形成6个π电子（符合Hückel规则，4n+2，n=1）。

因此，吡咯的氮原子没有孤对电子游离在外，而是参与芳香性。

环的大小：吡咯是一个五元环，类似于环戊二烯，但其中一个碳原子被氮原子取代。

键长：由于氮原子的孤对电子参与共轭，C-N键比吡啶中的C-N键稍长。

二、吡啶的结构

氮原子的杂化：氮原子采用 sp²杂化，形成2个σ键（两个与相邻碳原子），并保留一个孤对电子在sp²杂化轨道中，不参与环的共轭体系。

氮原子还有一个未参与杂化的p轨道，其中有一个电子，参与环的π共轭体系（类似于苯环的π电子），形成了大派键。

芳香性：吡啶符合Hückel规则（4n+2个π电子，n=1），具有芳香性。

环的大小：吡啶是一个六元环，类似于苯环，但其中一个碳原子被氮原子取代。

键长：由于氮原子的电负性较高，C-N键比C-C键稍短。

三、咪唑的结构

咪唑为含有两个氮原子的芳杂环化合物。

两个氮原子都为sp²杂化，其中一个氮原子的孤对电子填充在未参与杂化的p轨道中，在环中离域，参与形成了大派键！称为吡咯类氮原子（黑色的N)。

另外一个氮原子的孤对电子填充在参与杂化的sp²轨道中，不与环π键共轭，不参与形成大派键！称为吡啶类氮原子（绿色的N）。

由于这两个氮原子的不同，咪唑有介于吡咯和吡啶之间的性质，且咪唑有两种等价的互变体。

四、高考中怎样考？

1、考查大派键形成过程

（2023年全国甲卷第35题节选）

将酞菁-钴钛菁-三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上，制得一种高效催化还原二氧化碳催化剂。酞菁分子中所有原子共平面。

所有原子共平面，只可能是sp²杂化。①号N或②号N连接2个原子，是吡啶类氮原子，所以孤电子对在sp²杂化轨道上。

③号N连接3个原子，是吡咯类氮原子，所以孤电子对不在sp²杂化轨道上，在未参加杂化的p轨道上。所以选③。

2、两种N原子比较

（1）吡咯：五元环，氮的孤对电子参与共轭。

弱碱性与弱酸性

碱性：吡咯氮原子由于共轭作用，碱性比常规的胺弱，和苯胺类似。

吡咯在强酸条件下可质子化，且质子化发生在2位的碳上(2位碳比3位碳更加富电子)，质子化的吡咯(缺电子)会加成到另一分子的吡咯上，形成多聚体。

取代位置可以发生在2位和3位。

酸性：吡咯有弱酸性，可以在碱性条件下去质子，形成吡咯负离子，发生烷基化和酰化反应。

（2）吡啶：

六元环，氮的孤对电子不参与共轭，具有较强的碱性。

是一个弱碱，碱性较苯胺强，比氨和脂肪胺弱，能与多种酸形成盐；

芳胺﹤吡啶﹤氨﹤脂肪胺

吡啶类氮原子上的电子云密度比较大。

易形成氢键，易形成配位键，易与HCl反应！