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高中化学中的共轭大π键

(2018-05-21 10:00:25)
分类: 物质结构疑难

https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4Mzc5NjU0Nw==&mid=2650302162&idx=2&sn=1d7bb802f08c0b90983f432b08d2b80e&chksm=87fc31feb08bb8e8a26ba4be285e42775d91693a68a75622f25d630f4a52ce5868cf7acc10de#rd

高中化学中的共轭大π

π键:原子轨道垂直核间联线并相互平行进行同号重叠(肩并肩)

1、苯分子中的p-pπ

苯的结构式里的碳-碳键有单键和双键之分,这种结构满足了碳的四价,可是事实上苯分子的单键和双键的键长和键能并没有区别,苯的结构式并不能反映这个事实。用形成p-pP键的概念可以解决这个矛盾。

苯中的碳原子取sp2杂化,每个碳原子尚余一个未参与杂化的p轨道,垂直于分子平面而相互平行。所以我们认为所有6个平行p轨道总共6个电子在一起形成了弥散在整个苯环的6个碳原子上下形成了一个p-p离域大P键,符号P66p-pP(有机化学中的共轭体系)的概念苯的结构式写成如下右图更好。后者已经被广泛应用。

 

 

 

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2CO2分子里的大π

CO2的碳原子取sp杂化轨道,它的两个未参加杂化的p轨道在空间的取向是跟sp杂化轨道的轴相互垂直。CO2分子里有两套3原子4电子符号为P34p-pP键。

 

 

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3CO32–离子中的大π

  碳酸根离子属于AY3型分子,中心碳原子取sp2杂化形式,碳原子上有一个垂直于分子平面的p轨道;端位的3个氧原子也各有1个垂直于分子平面的p轨道;分子的总价电子数等于243CO键有6个电子,每个氧原子上有2个不与分子平面垂直的孤对电子对,因此4个平行p轨道中共有24-6-3×4=6个电子,所以CO32–离子中有14轨道6电子p-pΠ键,符号为Π46

 

 

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4O3分子里的大π

    O3分子的中心O原子采取sp2杂化,和两个端位O原子形成两个s键,另外中心O原子和配位O原子都有p轨道,共有4个电子,小于轨道数的两倍6,满足上述条件即可形成离域Π34键。

 

 

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5、石墨里的大π

石墨结构是层形结构,每层是由无限个碳六元环所形成的平面,其中的碳原子取sp2杂化,与苯的结构类似,每个碳原子尚余一个未参与杂化的p轨道,垂直于分子平面而相互平行。平行的np轨道形成了一个p-pP键。n个电子弥散在整个层的n个碳原子形成的大Π键里,电子在这个大Π nn键中可以自由移动,所以石墨能导电。

 

 

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6、其它

 

 

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