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所π何为

就成键形式而言,π键是p轨道(电子云)间“肩并肩”重叠的结果,就效果而言,至少是π键给了单电子新的宿舍,使原子的单电子不再落单。(此处落单的单是独个的意思,不是奇数的意思。且,本文无意涉及单电子键、三电子键、dp-π键等高端学说,普通教师跟普通学生还是讲普通化学比较妥当。)

碳碳双键C=C,C原子轨道sp2杂化后在Pz轨道还留有一个单电子,形成π键后俩碳两个单电子就成双了。碳碳叁键C≡C,C原子轨道sp杂化后在pz、py轨道还各留有一个单电子,形成两个π键后,俩碳四个单子都成双了。

苯环,形成大π键后,6个单电子抱成了团,牵一发动六身,很稳定。呋喃,C4H4O,分子五元环,形成Π56,等于把四个C原子身上的四个“小鬼”p电子全关了。

臭氧分子O3,中心O原子sp2杂化,两头的O分别与之形成σ键后各留有一个单电子,形成大π键Π34后,就都找到组织了。

NO2(O-N-O)是个奇分子,引入化学键概念时我们亲口告诉过学生的,单电子不稳定。两个解决办法,一是形成大π键Π33,虽然仍是奇数,但三个电子都在组织里了,相对稳定。二是两分子双聚成N2O4(O2-N-N-O2),不再是奇分子,分子两边各有一个大π键Π34

请注意,NO2比O3少一个电子,与O3等电子的是亚硝酸根NO2不是NO2。请特别注意,四氧化二氮分子中有两个硝基,硝基不是二氧化氮,Π34和Π33完全是两码事。

也有人认为NO2的大π键还是Π34,听说还能在某些印刷出版物中找到印证。那么,第四个电子谁给的?说是N原子像O3中的中心O一样给了两个电子。这可不敢苟同。这就是说N原子身上又多出了一个单电子。这违背了建π键的“初衷”,为捉小鬼甲放出个小鬼乙来,如果Π34是真的,你至少还得建第二个π键来圈住小鬼乙吧。

ClO2(常用的消毒剂),也是奇分子,比O3多一个电子,在中心Cl原子sp2杂化基础上,形成的是五原子抱团的大π键Π35

Cl2O(次氯酸的酸酐),两个Cl分别与O形成σ键Cl-O-Cl后所有电子都成双了,都八电子稳定了,不存在电子落单的问题了,分子内不需要也不可能再有π键。没有单电子,何谈π键。

总而言之,所有的π键都是为单电子不落单而构建的。

(责任编辑:化学自习室)
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