【竞赛辅导】图示法快速确定分子或离子中的大π键

图示法确定分子或离子中的大π键

摘要

      

      离域大π键是一个比较难懂的知识。对于一些简单的分子或离子，我们可以通过画出三个相互垂直的p轨道分析出其中参与形成大π键的电子，但是这也需要一定的空间想像能力以及要弄清原子之间的电子填充情况，分析起来也显得复杂。

      运用计算法也会显得很麻烦，特别是离子所带电荷，中心原子的孤对电子的计算等易出错。

      本文介绍一种图示法，可以很简单的判断出大π键中的原子轨道及参与形成大π键的电子数。

一、判断步骤

  1

先分析出原子与原子之间以

键相连，并且只存在1对共用电子对；

  2

除了形成

键外的多余电子置于该原子的周围；

  3

阳离子中，电负性小的失电子，阴离子中电负性大的得电子；

  4

若端位原子只有一个成单电子，则该电子参加形成大π键；基端位原子没有成单电子，则其最多有一对孤对电子参加形成大π键；

  5

画出路易斯结构式，从中分析得出：

①有几个原子就有几个p轨道参加成键(a);

②每个原子中的成单电子或一对孤对电子为大π键中电子数

(b);

③大π键表示为

。

二、典例举隅

例1：请分析CO₂中的大π键为

?

   分析：C最外层有4个电子，与两边的O原子各形成一根

键，多余的两个电子置于C原子的上、下位置，O原子最外层为6个电子，一个电子与C形成

键后，还存在两对孤对电子，还有一个成单子。由此画出CO₂的路易斯结构式为：

，从图中方框可以判断出，左边一个氧上的一对孤对电子，中间一个碳原子上的一个单电子，最右边氧上的一个单电子，共4个电子形成一套

的大π键。同样，右边一个氧上的一个成单电子，中间一个碳原子上的一个单电子，最右边氧上的一对孤对电子，共4个电子形成一套

的大π键。故CO₂中存在两套

的大π键。

例2：请分析SO₂中的大π键为

?

   分析：S和O的最外层均为6个电子，S与两个O原子形成两根

键，S多余的4个电子置于上、下两侧，O与S形成一根键之后还多余5个电子，其中有2对是共用电子对，还有一个为成单电子，参与形成大π键。由此画出SO₂的路易斯结构式为：

。从图中判断出，SO₂存在一套

的大π键。

例3：请分析O₃中的大π键为

?

   分析：画出O₃的路易斯结构式为：

，从图中判断出，O₃存在一套

的大π键。

例4：请分析NO₂ 中的大π键为

？

   分析：NO₂ 中N失去电一个电子，还余4个电子，各用一个与两边的O原子形成

键，还多余两个孤对电子形成大π键。由此画出NO₂ 的路易斯结构式为：

，从图中判断出，NO₂ 存在一套

的大π键。

例5：请分析SO₃中的大π键为

?

分析：路易斯结构式为：

，红色圈中共有6个电子，从图中判断出，SO₃中的大π键为。

说明：有成单电子的，则成单电子参加形成大π键；若没有成单电子的，则用一对孤对电子形成大π键。

例6：请分析NO₃^—中的大π键为

?

   分析：路易斯结构式为：

，最上面的O原子得一个电子（用红色的点表示），则圈中共6个电子，故大π键为

。

例7：请分析CO₃^2—中的大π键为

?

    分析：路易斯结构式为：

，最上面的O原子和左侧的O原子各得一个电子（用红色的点表示），则圈中共6个电子，故大π键为

。

 

作者 | 孙康荣（昆山柏庐高级中学）