兀键和6键怎么判断_σ键、π键和大π键
從
電子云重疊的方式來看,共價(jià)鍵可分為
σ鍵和
π鍵。
當(dāng)原子之間只有一對電子時(shí),這對電子形成的化學(xué)鍵為單鍵。單鍵是σ鍵,σ鍵是成鍵的兩個(gè)原子的軌道沿著兩核連線方向“頭碰頭”進(jìn)行重疊而形成的共價(jià)鍵。s與s軌道,s與p軌道,p與p軌道以及s、p與
雜化軌道,雜化軌道和雜化軌道之間都可以形成σ鍵。σ鍵的特點(diǎn)是重疊的電子一在兩核連線上,受原子核束縛力較大,重疊程度也大,比較牢固,σ鍵繞軸旋轉(zhuǎn)時(shí),電子云重疊程度不受影響。電子云對兩個(gè)原子核的連線——鍵軸呈圓柱形對稱。
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當(dāng)原子之間有一對以上電子時(shí),所對應(yīng)的化學(xué)鍵稱為重鍵。最常見的重鍵是由一個(gè)σ鍵和一個(gè)或數(shù)個(gè)p—pπ鍵或p—p大π鍵組成的。π鍵是成健原子的p軌道電子云“肩并肩”進(jìn)行重疊而形成的共價(jià)鍵。一般來說,π健不能獨(dú)立存在,總是和σ鍵一起形成雙鍵或叁鍵。π鍵的特點(diǎn)是重疊的電子云分布在兩核連線的兩方,受原子核束縛力小,電子云重疊程度要比σ鍵小得多,所以π鍵不如σ鍵牢固。但是π鍵電子云受原子束縛力小,電子的能量較高,易活動(dòng),其化學(xué)性質(zhì)較σ鍵活潑。π鍵繞鍵軸(兩軸連線)旋轉(zhuǎn)后會(huì)發(fā)生破裂。
形成p—pπ鍵和p—p大π鍵的條件是分子或離子里有平行的p道可以容納分子中的電子(一般在電子占據(jù)能量較低的σ和
孤對電子對的軌道后)。p—p大π鍵是存在于兩個(gè)以上原子核之間的化學(xué)鍵,常稱為“離域大π鍵”。大π鍵的符號
。其中的a是平行p軌道數(shù),b是這些軌道里的電子數(shù)。當(dāng)a=b=2時(shí),就是一般的p—pπ鍵。應(yīng)當(dāng)注意,b<2a,否則不能形成π鍵。
1.甲醛分子中的p—pπ鍵。
甲醛分子中心原碳采取sp3雜化軌道,碳原子上還有一個(gè)未參加雜化的p軌道是與分子的σ鍵形成的骨架平面垂直的,氧原子上有一個(gè)p軌道與碳原子的上p產(chǎn)軌道互相平行,形成一個(gè)p—pπ鍵。在π鍵里的電子數(shù)可以通過下面的順序來計(jì)算:①甲醛分子里的電子總數(shù)==中性原子的
價(jià)電子之和==2×1+4+6==12。②計(jì)算σ鍵和孤對電子的電子數(shù):2H—C+C—O+4==10。③剩下的電子是在p—pπ鍵或p—p大π鍵里的電子:12-10==2。所以甲醛分子里的p—pπ鍵是一般的p—pπ鍵。
2.苯分子里的p—p大π鍵
苯分子里的每個(gè)碳原子取sp2雜化軌道,每個(gè)碳原子有一未參加雜化的p軌道。由于苯分子是平面分子,因此6個(gè)未參加雜化的p軌道是互相平行的。其中的電子數(shù)的計(jì)算如下:6×1(H)+6×4(C)==30;30-6×2-6×2==6。所以苯分子里有
型p—p大π鍵。
3.CO2分子里的大π鍵。
CO2是直線形的分子,在中心原子碳原子上沒有抓對電子。根據(jù)雜化軌道理論,CO2分子的碳原于取sp雜化軌道。應(yīng)當(dāng)特別強(qiáng)調(diào)指出的是:當(dāng)某原子采取sp雜化軌道時(shí),它的兩個(gè)未參加雜化的p軌道在空間的取向是踉sp雜化軌道的軸呈正交的關(guān)系(即相互垂直)。對于CO2分子,有兩套O—C—O相互平行的由三個(gè)原子提供的3個(gè)p—軌道。 CO2分子共有4+2×6==16個(gè)價(jià)電子,兩個(gè)C—Oσ鍵和每個(gè)氧原子上的一對孤對電子對總共8個(gè)電子,尚余8個(gè)電子應(yīng)當(dāng)填入上述兩套三原子的平行產(chǎn)軌道,即每套是三個(gè)軌道4個(gè)電子,標(biāo)為
。換言之,CO2分子里有兩套
p—p大π鍵。
4.O3分子里的大π鍵
臭氧分子是平面三角形(包括氧原子上的孤對電子對)的理想模型(O原子的成的σ鍵骨架呈角型)。根據(jù)雜化軌道理論,臭氧分子中的中心氧原子取sp2雜化軌道。應(yīng)當(dāng)特別強(qiáng)調(diào)指出的是,所有的取sp2雜化軌道的原子都尚有一個(gè)未參與雜化的p軌道,它在空間的取向是垂直于分子平面。對于臭氧分子,每個(gè)配位氧原子有一對孤對電子對取原來的s軌道,有一對孤對電子對取原來的p軌道而且不同氧原子上的這個(gè)孤對電子互不平行,于是還有一套三原子的相互平行的三個(gè)p軌道。在這套平行的p軌道里應(yīng)當(dāng)容納3×6-2×2-2×4==4個(gè)電子,因此分子里有一套
大π鍵。
(責(zé)任編輯:化學(xué)自習(xí)室)
總結(jié)
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