怎样判断分子中有没有存在大π键?
时间:2024-07-10 14:03 来源:未知 作者:化学自习室 点击:次 所属专题: 大π键
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离域 π 键,也称大 π 键,是物质结构中的困惑之最。
离域π 键:三个或三个以上原子形成的不同于两原子间的π 键。
条件:(1)这些原子都在同一平面上;
(2)每一原子有一互相平行的p轨道;
(3)p电子的数目小于p轨道数目的两倍
大π 键肯定也是 π 键,所以也一定要符合 π 键的要求:中心原子肯定在原有杂化轨道形成 σ 键的基础上还有没参与杂化的 P 轨道。也就是说,P 轨道没有全部参与杂化,因此中心原子可能采取 sp,sp2杂化。
而且,既然是大 π 键,形成 π 键的原子数一定大于 2 的。
例如:
很明显,第二周期元素参与的中心原子sp,sp2杂化的多原子分子一般都会形成大π 键。
再仔细观察这些分子,它们大多数都是由普通的小π键再与相邻原子(大多数是氧原子,还有BF3中的F原子)形成的。
这是因为小π 键是中心原子与配位原子各提供1个平行的 p 轨道肩并肩重叠形成的,一般是含有 2 个电子,而作为另外一个配位原子的氧原子最外层P轨道有2个单电子和1对孤对电子,当它与中心原子形成1个σ 键以后,还剩有 1 个单电子和 1 对孤对电子,所以这1个p轨道上的单电子或1对P孤电子对能继续跟中心原子已经形成的π键“肩并肩”,使原来的定域(小π键)扩大成大π键。
因此,在多原子分子中,如果已经形成 σ 键和π键的中心原子另一侧配位原子还有 1 个平行的 p 轨道,自然也能够与中心原子的 p 轨道肩并肩重叠,也即与中心原子已经形成的π键肩并肩重叠,从而形成了“以中心原子为客厅配位原子为卧室的两室一厅”,电子自然在两室一厅游刃有余地离域了。
结论:
当多原子分子中中心原子采取sp或sp2杂化时,中心原子与一个配位原子形成 σ 键和π键,π键记为π22的形式,表示它有中心原子和一个配位原子提供的2个p轨道、2个 价电子;另一个或者两个配位原子可能有带有孤电子对的p轨道记为p2,也可能有含有1个成单电子的p轨道记为p1。则有:
SO2分子中:
1个π22与1个p2相邻,构成1个π34键;
SO3分子中:
1个π22与2个p2相邻,构成1个π46键;
丁二烯分子中:
1个π22与1个π22相邻,构成1个π44键;
苯分子中:
1个π22与2个π22相邻,构成1个π66键
。。。。。。。
所以,在中心原子采用sp和sp2杂化、以第二周期元素原子为配位原子的多原子分子中,往往是存在大π键的,这是在普通π键的基础上,由π键与其相邻配位原子的P轨道或π键再重叠,而构成的。
当中心原子为sp杂化时,分子中一定有2个π键,并有可能构成2个大π键;当中心原子为sp2杂化时,分子中一定有1个π键,也有可能构 成1个大π键。
相反地,对于双原子分子和中心原子为sp3、sp3d、sp3d2、sp3d3杂化时不可能存在大π键。
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