离域π键
浅谈离域π键
浅谈离域π键［摘要］在全国高中学生化学竞赛中经常会遇到如此类型的问题：画出NO-3的结构，NO-3中有离域π键吗？N、O原子之间的键级是多少？要解决此类问题，就必须弄清楚离域π键。
由于离域π键较抽象，高中生在学习时感到困难较大，现就如何快速准确理解、掌握和应用离域π键谈谈个人的看法。
［关键词］定义和条件杂化π键电子数键级应用一、离域π键的定义、形成条件和表示方法定义：分子中数个邻近且共平面原子都有平行的P轨道，这时，就要形成比简单的双轨道双电子π键复杂的多轨道多电子的大π键，又称离域π键。
形成条件：（1）成键原子必须在同一平面上；（2）这些原子都要有相互平行的P轨道；（3）P轨道上的电子数应小于P轨道数目的2倍。
表示方法：πm n（m＜2n），其中n表示参与形成离域π键的原子数，m表示离域π键中的电子总数。
二、中心原子的杂化如何才能判断原子在同一平面上呢？这就涉及中心原子的杂化问题。
如何判断中心原子的杂化方式呢？要必须弄清中心原子直接相连的原子才与中心原子处于同一平面。
说明：（配位原子提供σ键数–π键数）用x表示（1）当氢原子作配位原子时，x=1。
（2）当卤原子作配位原子时，x=1。
（3）当氧原子作配位原子时，且作端基时，x=0；当氧原子作配位原子且还连有其他原子时，x=1。
（4）当氮原子作配位原子且作端基时，x=-1；当氮原子作配位原子且还连有1个其它原子时，x=0；当氮原子作配位原子且还连有2个其它原子时，x=1。
三、参与形成离域π键电子数（m）的计算现以AB y为例计算m，必须弄清以下公式：m=m1+ym2-2 ［H+y（H-1）］。
其中：m为参与形成离域π键电子数，y为配位原子（B）的个数，m1为中心原子（A）的价电子数，m2为B原子的价电子数，H为中心原子（A）的价电子对数。
如：特别强调，参与形成大π键的原子数为y+1，所以大π键为；若m>2y+1时，认为分子中存在二个等同的大π键，即生成二个，如CO2中存2个π43。
碳酸根大派键
碳酸根大派键
大π键又称离域π键，共轭大π键。
这就体现了大π键的一些特点，如电子离域，体系共轭。
大π键的定义：由三个或三个以上的原子形成的π键。
所谓π键就是轨道“肩并肩”形成的键。
所以大π键就是多个轨道“肩并肩”所成的键。
大π键形成条件虽然题主问的是大π键m和n的判断，但为了更好的理解后面的分析方法。
我还是要在这里简单提一下大π键的形成条件。
①成键原子必须在同一平面或同一直线上。
这就意味着中心原子必须是sp2或sp杂化。
②成键原子必须提供相互平行的p轨道。
③离域电子总数小于p轨道数的两倍。
（即m≤2n）。
no2分子的离域π键浅析
no2分子的离域π键浅析
N02分子的离域π键是一种普遍存在于多种有机分子中的重要结构，它可以
利用原子简洁地表示复杂的键形状。
N02分子的离域π键是一种特殊形式的构型，它非常重要，并在有机化学研究中发挥着重要作用。
N02分子的离域π键是指两个或多个碳原子之间的分子结构形式，它是由一
对碳原子的重叠轨道所形成的共价键，即向旁边的原子提供3个空间桁架结构独立的立体结构。
此外，在离域π键中，空间桁架结构内的碳原子不以２元键、３元
键等为主要结构形式，而是以４元键或多元键为主，能够容纳更多的电子，形成非常稳定的三维空间结构。
研究发现，离域π键在有机催化反应中发挥着重要作用，可显著提高目标反
应的产率和选择性。
此外，其特殊的结构可以有效地改变反应的速度，使其适用于催化合成，并促进特定的反应类别。
N02分子的离域π键的研究对现代有机化学的发展具有重要意义，它不但能
够更好地说明化学反应机理，而且能为实现有效有效化学反应提供便利和指导，从而更有效地使用资源，提作高效率的化学反应、节约大量物质和能源。
总之，N02分子的离域π键是有机化学研究中一个重要且广泛应用的结构，
它具有构型稳定性高，能够改变反应机理和加快反应速度等优点，因此，在高等教育有关的学科中，N02分子的离域π键的教学应被更广泛地引入，在有机化学领
域应得到更多的重视与研究。
二氧化氯离域π键 -回复
二氧化氯离域π键 -回复
二氧化氯（化学式ClO2）是一种离域π键化合物。
它是由氯和氧元素组成的一种化学物质。
二氧化氯的化学性质比较活泼，常用作氧化剂和消毒剂。
二氧化氯的结构中含有离域π键。
这意味着氯原子与氧原子之间的键不是常见的共价键或离子键，而是离域π键。
离域π键存在于某些化合物中，其电子分布在多个原子之间，不局限于单个原子上。
二氧化氯的离域π键是由于氧原子的空轨道（空的分子轨道）与氯原子的p轨道（未饱和的π键轨道）之间的相互作用形成的。
这种相互作用导致了离域π键的形成，从而使得二氧化氯在结构上具有独特性。
二氧化氯是一种含有离域π键的化合物，其结构中氯原子与氧原子之间的键不是常见的共价键或离子键，而是离域π键。
离域π键的存在使得二氧化氯在化学性质上表现出特殊的活泼性。
离域π键定义
离域π键定义
离域π键通常是指在某些分子中，参与共轭体系的π电子的游动不局限在
两个碳原子之间，而是扩展到组成共轭体系的所有碳原子之间。
这种现象被称为离域。
原子轨道垂直于键轴以“肩并肩”方式重叠所形成的化学键称为π键。
在离域π键的形成过程中，参与的原子多数处于同一平面上，并且这些原子有相互平行的p轨道。
p轨道上的电子总数必须小于p轨道数的2倍。
离域π键也被称为非定域键。
在一些分子中，例如二氧化碳（CO2），中
心碳原子采取sp杂化（两条不满的p轨道），而且氧原子也有不成对的p
电子，这三个原子中就在两个方向上形成了各有四个电子的两个离域π键。
此外，大π键是3个或3个以上原子彼此平行的p轨道从侧面相互重叠形
成的π键，通常指芳香环的成环碳原子各以一个未杂化的2p轨道，彼此侧向重叠而形成的一种封闭共轭π键。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅化学专业书籍或咨询化学专家。
1,3-丁二烯的离域派键
1,3-丁二烯是一种最简单的共轭二烯烃，在其分子中，四个碳原子都是sp2杂化，相邻碳原子之间以sp2杂化轨道相互重叠形成三个C—Cσ键，其余的sp2杂化轨道分别与氢原子的s轨道重叠形成六个C—Hσ键。
在1，3-丁二烯中，碳碳双键中的大π键是离域的，也就是说，这个π键不仅涉及两个碳原子，还涉及它们所连接的氢原子。
这个大π键的电子云分布是不对称的，其中一个碳原子的电子云更偏向于双键的一侧，而另一个碳原子的电子云更偏向于另一侧。
这种不对称的电子云分布导致了1，3-丁二烯分子中电荷的不平衡分布，从而使得该分子具有一定的极性。
这种极性使得1，3-丁二烯分子在化学反应中具有特殊的反应性和选择性。
二氧化氮分子中的离域π键是π_4~3而不是π_3~3
二氧化氮分子中的离域π键是
π_4~3而不是π_3~3
每一种物质都有独特的结构，结构决定着物质性质及其物理和化学行为。
尤其是有机物中，键的类型及其形成方式也无可替代，而键类型的确定的主要依据，就是化学键离子生成的数学模型-离域模型。
离域（Lewis）模型是一种用来确定分子中的化学键性质的模型，1916年，美
国科学家莱斯基提出了离域模型，从原子势能曲线出发，基本概念是原子之间通过共享电子来形成键，而电子共享又是由各原子的电子储备量的失衡所促成的。
其中，离域π键又称为pi键，是电子储备量偏失衡后将相邻两个有机分子的
能级最高的π-电子堆积形成的，其数学等离域模型的数学表达形式由π_n~n+m (n为电子储备数，m为共享电子数)构成，常见的π键有π_1~2，π_2~2，
π_2~3，π_3~3等。
比如，二氧化氮分子是一种重要的有机物质，由双价氧原子和氮原子组成，它
们由π_4~3离域π键形成。
换句话说，两个氧原子之间和氧原子和氮原子之间，都有一种由4个电子储备量和三个共享电子作用而产生的双价π键，构成这个分
子的基本单位。
之所以说二氧化氮分子中的离域π键是π_4~3而不是π_3~3，是因为相对
于二氧化碳的构型，氮原子可以比碳原子捕获更多的电子，即一个空轨道。
因此，才能有π_4~3离域π键的存在。
可以说，离域（Lewis）模型的概念，是可视化分析有机物结构的基础，也是
衡量有机物结构中元素彼此间相互作用的标准，因此，要准确地描述一种有机物质，都需要从离域模型出发，去分析它的键性质，获得更为直观的物理图景。
大π键的计算
p—p大π键（离域π键）1、概念：由三个或三个以上的原子形成的π键。
这种多个原子上相互平行的p轨道，它们连贯地“肩平肩”地重叠在一起而形成离域的化学键键，称其为大π键。
这种在化合物分子或离子中的π键电子不仅仅局限于两个原子的之间，而是在参加成键的多个原子形成的分子或离子骨架中运动。
2、形成条件：（1）所有参与形成离域π键的原子必须在同一直线或同一平面上。
所以中心原子只能采取sp2或sp1杂化。
（2）参与离域π键的原子都必须提供一个或两个互相平行的p轨道。
（3）形成离域π键的p电子的总数小于p轨道数的两倍。
3、表示方法mπn为原子个数，m为共用电子个数，m ≦2nn4、m值的计算：AB n型分子或离子m=价电子总数—σ键数×2—未参与的孤对电子个数5、常见分子或离子的大π键（1）AB n型分子π①CO2：2个43π键m值计算：m=4＋6×2－2×2－2×2=8 >2n，所以分为2个43等电子体：N3—：N2O：π②O3：43中心原子sp2杂化，所以中心原子中有1对孤对电子没有参与形成大π键m值计算：m = 6×3－2×2－2－4×2 = 4等电子体：SO2：NO2—：③ CO 32—：64中心原子sp 2杂化，中心原子的所有电子都参与成键 m 值计算：m = 4＋6×3＋2－2×3－4×3 = 6等电子体：SO 3 、NO 3—、BF 3（2）环状分子环上的原子都是sp 2杂化①苯：②吡啶：③吡咯：④噻吩：π 6 6 π 6 6 ••π 6 5 ••π 6 5。
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d－pπ键的讨论
它是由中心原子的dX2-Y2轨道，与1个或几个配原子 的p Y轨道彼此重叠，及中心原子的d Z2轨道，与1 个或几个配原子的p Z轨道彼此重叠，而生成的有多 原子参与、电子不局限于两原子之间的化学键。它 也具有离域键的性质。
d-pπ键的形成条件：中心原子要为sp3杂化、同时 有能量低的空d轨道，配原子要有成对的p电子。
个单电子与OH基团形成三个σ键，第四个sp3杂化轨
道上的孤对电子对必须占有O原子的空的2p轨道。而
基态氧原子2p轨道上的电子排布为
，没有
空轨道，但为了容纳P原子上的孤对电子对，O原子
只好重排2p轨道上电子而空出一个2p轨道
，来容纳P原子的孤对电子对，形成P︰ O的σ配
键。
氧原子2p轨道上的孤对电子对反过来又可以占有 P原子的3d空轨道，这两个p－d轨道只能“肩并 肩”重叠，形成π键，称为d－pπ键。所以P、O 之间的成P键为 O （一个σ配键，两个d－ pπ配键），相当于P＝O。
这3条也可以看作是d-pπ键的判别标准。只是要注 意：中心原子要为sp3杂化应认真判定，不能只看分 子式；当中心原子是第二周期的元素时、是无能量 低的空d轨道的；当配原子为端基的F、O（非羟基） 时，它有成对的p电子，而H、-OH为配体时是不能提 供成对的p电子的。
(1) 以H3PO4为例，说明d－pπ键的形成 在(HO)3PO 中P原子采取sp3杂化，P原子中3个sp3杂化轨道中的3
离域π键
把分子轨道理论的一些结果，引入价键理论，来 解释分子的结构和一些性质，产生了离域π键的概念。
离域π键不同于两原子间的π键，是由三个或三个 以上原子形成的π键。不像普通π键，它的成键电子不 再局限在两个原子之间的区域，而是在多个原子之间 运动，从而把这多个原子键合起来。所以也叫大Π键 ，或多原子π键。
一般生成离域π键的体系，其能量都比按对应的 经典定域键结构式所估计的要低。这个降低的数值称 为离域能。
(1) 离域π键 的形成条件
①所有参与离域π键的原子都必须在同一平面内， 即连接这些原子的中心原子只能采取sp或sp2杂化。
②所有参与离域π键的原子都必须提供一个或两个 相互平行的p轨道。
③参与离域π键的p轨道上的电子数必须小于2 倍的p轨道数。
例析离域π键
NO3
CO32
SO3
H2C＝CH－CH＝CH2
例析离域π键
6 4
BF3
4 3
SO2
4 3
O3
6 6
C6H6
2个
4 3
CO2
HN3 sp sp sp2
例析离域π键
4 3
5 3
2个
4 3
NO2
ClO2 OCN-
6 5
N2O3
例析离域π键
CC
26 26
CH
3个 6 6
许多教科书上把H3PO4的结构式表示为：
HO HO P O
HO
HO 或 HO P O
HO
(2) d－p π键的应用
(a) 可以解释共价分子几何构型
(SiH3)3N与(CH3)3N有不同的几何构型，前者为平 面三角形，后者为三角锥型。这是由于在(SiH3)3N中N 原子可以采取sp2杂化，未杂化的2p轨道（有一对孤对 电子对）可以“肩并肩”地与Si原子的3d空轨道重叠 而形成d－pπ键，使平面三角形结构得以稳定。 (CH3)3N中的C原子不存在d价轨道，所以N原子必须采 取sp3杂化，留给孤对电子对以合适的空间。
C+
18 19
休克尔规则
规则表明，对完全共轭的、单环的、平面多烯 来说，具有（4n+2）个 π电子（这里n是大于或等 于零的整数）的分子，可能具有特殊芳香稳定性。
每个C原子以SP2杂化，分别与两个
C及一个H原子成3个 键，剩余
一个p轨道，与杂化轨道垂直，N 原子SP2杂化，成三个单键，剩余 一个P轨道，一对孤对电子，最后
(b) 可以解释键角的变化
对于NH3与NF3，∠HNH＞∠FNF， 而对于PH3与PF3，∠HPH＜∠FPF。
两者是反序的，这是因为后者是由于F原子上 的孤对电子对占有P原子上的3d空轨道，增强了P原 子上的电子云密度，使成键电子对之间的排斥力增 大，所以键角变大。