第二章分子結構與性質拓展等電子原理和大??鍵任務一

等電子體從表中可以看出，CO分子與N2分子在許多性質上十分相似。這些相似性，歸結為它們具有相等的價電子總數，導致它們具有相似的性質。CO和N2的某些性質分子熔點/℃水中溶解度(室溫)分子解離能(kJ/mol)分子的價電子總數CO-205.052.3

mL10N2沸點/℃-210.00-190.49-195.811.6

mL107594610【思考】為何CO和N2的各性質如此相似？

等電子體具有相似的化學鍵特征，它們的結構相近，物理性質相似。

原子總數相同、價電子總數相同的分子（或離子）互為等電子體。①預測分子或離子的立體構型（如已知SO2的空間構型是V形，則可以判斷NO2－、O3也是V形）②利用等電子體在性質上的相似性制造新材料；③利用等電子原理針對某物質找等電子體。如N2與CO、O3與SO2、N2O與CO2、CH4與NH4+等。1.概念2.特征3.應用任務一

等電子體4.等電子體的推斷確定方法根據等電子原理的定義和條件判斷——二同(等)

借助周期表知識進行等電子體的判定①同主族變換，如CO2與CS2、CF4與CCl4的等電子體。②左右移位補償，如N2與CO，CO32－、NO3－與SO3是等電子體。如果是陰離子，判斷價電子總數時應用各原子價電子數之和加上陰離子所帶的電荷數；（例：CO32－價電子總數為24）如果是陽離子，判斷價電子總數時應用各原子價電子數之和減去陽離子所帶的電荷數。（例：NH4＋價電子總數為8）任務一

等電子體等電子體類型實例空間構型2原子10e－價電子N2、CO、CN－、C22－、NO+直線形3原子16e－價電子CO2、CS2、N2O、N3－、NO2+、SCN－、BeCl2直線形3原子18e－價電子NO2－、O3、SO2V形4原子24e－價電子NO3－、CO32－、BF3、SO3、BO33－、CS32－平面三角形4原子26價電子PCl3、SO32-、ClO3-三角錐形5原子8e－價電子CH4、NH4+、SiH4正四面體形5原子32e－價電子SiF4、CCl4、SO42-、PO43-、SiO44-、BF4－正四面體形常見的等電子體任務一

等電子體任務二

大π鍵的認識與書寫雜化軌道理論：sp3sp3雜化sppssp2sp2雜化pspsp雜化p①②③雜化軌道只用于①形成σ鍵②或容納未參與成鍵的孤電子對未參與雜化的p軌道可用于形成π鍵任務二

離域大π鍵的認識與書寫1.概述：原子軌道垂直于鍵軸以“肩并肩”方式重疊形成的化學鍵稱為π鍵，

因為雜化軌道不能形成π鍵，所以只有未雜化的p軌道才能形成π鍵。2.定義：3個及以上原子構成的離子團或分子中，原子有彼此平行的未參與雜化的p軌道電子，連貫重疊在一起構成π型化學鍵，又稱為離域大π鍵或大π鍵。3.條件：中心原子采取sp雜化或sp2雜化。參與形成大π鍵的原子應在同一個平面。

m：指參與形成大π鍵的原子數(H除外)n：指參與形成大π鍵的電子數確定大π鍵的電子數m≤n＜2m（p軌道可容納2個電子，1個電子）任務二

離域大π鍵的認識與書寫5.分析步驟確定中心原子雜化類型分析P軌道形成π鍵情況確定

ab任務二

離域大π鍵的認識與書寫①苯分子中的p-p大π鍵苯中碳原子采取sp2雜化，每個碳原子尚余一個未參與雜化的p軌道，垂直于分子平面而相互平行。（6個P軌道肩并肩重疊）C:sp2雜化2p軌道sp2sp2雜化軌道有3個雜化軌道用于形成σ鍵(單電子)，未參與雜化的一個p軌道用于形成π鍵C:4-3=1↑↑↓↑課堂練習1,3─丁二烯的結構式如圖，所有原子都在同一個平面上，則分子中大π鍵表示為

。

確定雜化類型P軌道形成π鍵情況確定

ab②O3分子里的大π鍵

①中心O的雜化：sp2②形成大π鍵的p軌道電子數中心O:6-4=2成鍵原子O:1x2=2↑↓↑↑↑↓2p軌道sp2

容納孤電子對，2個σ鍵(單電子)↑↓↓↓↑↓2個成鍵原子O:中心原子O:sp2雜化等電子體SO2、NO2-、

O3任務二

離域大π鍵的認識與書寫2s2p

σ鍵Π鍵Π鍵任務二

離域大π鍵的認識與書寫③CO32-離子中的大π鍵

外界提供：+陰離子所帶的負電荷數

-陽離子所帶的正電荷數

①中心C的雜化：sp2②形成大π鍵的p軌道電子數中心C:4-3=1成鍵原子O:1x3=3外界提供：2π46↑↑↑↑C:sp2雜化2p軌道sp2雜化軌道3個σ鍵Π鍵等電子體CO32-、SO3、

NO3-↑↓↑↓↓↓3個成鍵原子O:2s2pπ46

σ鍵Π鍵CO2的C原子采取sp雜化，它的兩個未參與雜化的p軌道在空間的取向是跟sp雜化軌道的鍵軸互相垂直（垂直于分子平面）。這兩個未雜化的p軌道可形成2個π鍵。所以CO2分子里應有兩套大π鍵。yzzzxxx思考：分析CO2分子中的大π鍵？C:sp雜化2psp雜化↑↑↑↑2個σ鍵2個Π鍵④CO2分子里的大π鍵C:sp雜化p軌道sp雜化軌道2個σ鍵2個Π鍵↑↑↑↑等電子體CO2

、N3-

、N2O、NO2+

、SCN-

兩個π34↑↓↑↓↓↓2個成鍵原子O:2s2p

Π鍵Π鍵

σ鍵

CO2的C原子采取sp雜化，它的兩個未參與雜化的p軌道在空間的取向是跟sp雜化軌道的鍵軸互相垂直（垂直于分子平面）。這兩個未雜化的p軌道可形成2個π鍵。所以CO2分子里應有兩套大π鍵。①中心C的雜化：sp

②形成大π鍵的p軌道電子數中心C:4-2=2成鍵原子O:2x3=62個π34歸納總結

方法①等電子體法常見非環狀化合物的大π鍵：O3、SO2、NO2-

均有1個CO32-、NO3-、SO3均有1個CO2、N3-、N2O、NO2+、SCN-均有2個任務二

離域大π鍵的認識與書寫6.離域大π鍵的書寫方法（1）等電子體法

方法②電子式法（2）電子式法①畫結構：σ鍵

結合化學式將所有原子全部用單鍵相連②標電子：

所有原子用電子式（價電子）表示電子結構中心原子若超過8e，用配位鍵表示。③算電子：優先將單電子算入大Π鍵，若無單電子，將一對孤電子計入大Π鍵，另外注意外部電荷（陰加陽減）任務二

離域大π鍵的認識與書寫6.離域大π鍵的書寫方法

歸納總結任務二

離域大π鍵的認識與書寫1.O3

SO2

NO2-

2.CO32-SO3NO3-

3.CO2

4.ClO2

π34π34π46π46π352個π34非環狀化合物：分子或離子π34π46任務二

離域大π鍵的認識與書寫6.離域大π鍵的書寫方法n=價電子總數-成鍵電子數-未參與的孤對電子個數（陰加陽減）

方法③計算法（3）計算法n值：n=a?b?c?dm值：原子個數a.先計算微粒的價電子總數(a)（陰離子加電荷數

陽離子減電荷數）b.計算原子之間的σ鍵，一對σ鍵存在2個電子(b)c.中心原子的孤對電子數(c)d.外圍原子的價層電子中的孤對電子數(d)

歸納總結任務二

離域大π鍵的認識與書寫

總價電子數a=6+6×2=18σ鍵電子數b=2×2=4中心原子的孤對電子數c=2外圍原子的價層電子中的孤對電子數d=2×2×2=8n=a?b?c?d=18?4?2?8=4

總價電子數a=5+6×3+1=24σ鍵電子數b=3×2=6中心原子的孤對電子數c=0外圍原子的價層電子中的孤對電子數d=3×2×2=12n=a?b?c?d=24?6?0?12=6

任務二

離域大π鍵的認識與書寫6.離域大π鍵的書寫方法O3

sp2

n=18-2×2-1×2-4×2=4n=價電子總數-成鍵電子數-未參與的孤對電子個數（陰加陽減）CO32-

sp2

n=22＋2-3×2-6×2=6NO2+

sp

n=17-1-2×2-2×2=8

方法③計算法（3）計算法吡咯sp2N有3個σ鍵2環狀化合物：中心原子為C、N、O等①C：p軌道提供1個電子②O：p軌道提供2個電子③N：

看σ鍵2個σ鍵p軌道提供1個電子3個σ鍵p軌道提供2個電子任務二

離域大π鍵的認識與書寫↑↑↑↑且各個原子均在同一平面內

發生sp2雜化sp2

2pN:2psp2↑↑↑↑↓N:↑↑↑↓↑2psp2↑↓↑↑↑↓2psp2吡啶N有2個σ鍵1sp2環狀化合物：中心原子為C、N、O等①C：p軌道提供1個電子②O：p軌道提供2個電子③N：

看σ鍵2個σ鍵p軌道提供1個電子3個σ鍵p軌道提供2個電子任務二

離域大π鍵的認識與書寫吡啶sp2吡咯HHHHsp2環狀化合物：中心原子為C、N、O等①C：p軌道提供1個電子②O：p軌道提供2個電子③N：

看σ鍵2個σ鍵p軌道提供1個電子3個σ鍵p軌道提供2個電子任務二

離域大π鍵的認識與書寫呋喃

sp2

HHHH噻吩sp2HHHHO環狀化合物：中心原子為C、N、O等①C：p軌道提供1個電子②O：p軌道提供2個電子③N：

看σ鍵2個σ鍵p軌道提供1個電子3個σ鍵p軌道提供2個電子任務二

離域大π鍵的認識與書寫咪唑

sp2有機大π鍵小結π66π65π44吡啶苯1,3-丁二烯呋喃咪唑噻吩吡咯一般規律：對于芳香系環狀化合物參與形成π鍵的電子數=4n+2

N5-π109π1010高考鏈接

高考鏈接【全國Ⅱ卷35題】

1.

(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中陰離子N5－中的σ鍵總數為________個。分子中的大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成的大鍵原子數，n代表參與形成的大鍵電子數（如苯分子中的大鍵可表示為），則N5－中的大π鍵應表示為

。2.二茂鐵又叫雙環戊二烯基鐵[Fe(C5H5)2]，已知二茂鐵的每個茂環帶有一個單位負電荷，則每個環中的大π鍵應表示為_____。5

（2022·全國乙卷）

①一氯乙烯（C2H3Cl）分子中，C的一個

雜化軌道與Cl的3px軌道形成C-Cl

鍵，并且Cl的3px軌道與C的2px軌道形成的大π鍵應表示為_____。【答案】sp2σπ34

【解析】一氯乙烯的結構式為：可知C原子采取sp2雜化，因此，C的一個sp2雜化軌道，與Cl的3Px軌道形成C-Clσ鍵（p-sp2σ鍵）。sp2

σ高考鏈接

②NO2大π鍵應表示為_____。

高考鏈接①一氯乙烷