大π键的确定方法
2022年高考一轮复习 第4章 物质结构与性质 第3节 化学键与分子结构及性质
(2)键参数与分子的性质 ①键参数对分子性质的影响
②键参数与分子稳定性的关系 键能越_大__，键长越_短__，分子越稳定。
σ键与π键的判断方法 (1)轨道重叠方式 形成σ键时，原子轨道以“头碰头”的方式重叠；形成π键时，原 子轨道以“肩并肩”的方式重叠。 (2)电子云的对称性 σ键的电子云是以形成化学键的两原子核的连线为轴旋转对称，为 轴对称；π键的电子云是由两块组成，它们互为镜像，为镜面对称。
(5)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对。 (√ )
(6)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层 电子对数。( √ )
(7)N2分子中N原子没有杂化，分子中有1个σ键、2个π键。( √ )
2．比较下列分子或离子中键角的大小。 (1)H2O________H3O＋，NH3________NH4＋ (2)SO3________CCl4，CS2________SO2 解析：(1)H2O与H3O＋、NH3与NH＋ 4 的中心原子均采用sp3杂化， 孤电子对数越多，斥力越大，键角越小。(2)SO3为平面三角形，键角 120°，CCl4为正四面体形，键角109°28′；CS2为直线形，SO2为V 形，键角CS2>SO2。 答案：(1)< < (2)> >
第二步：确定价层电子对的空间结构 由于价层电子对之间的相互排斥作用，使它们尽可能地相互远 离，这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的空间结构。 第三步：分子空间结构的确定 价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减 去成键电子对数得孤电子对数。根据成键电子对数和孤电子对数，可 以确定相应的较稳定的分子空间结构。
宏观辨识 与
高考化学复习第37题 物质结构与性质(选考)
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作第37题物质结构与性质(选考)[命题人的忠告]1.熟练书写常见的4种金属及其离子的核外电子排布式：Cr、Fe、Cu、Zn。
2.掌握同周期元素第一电离能比较：同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但ⅤA>ⅥA>ⅣA，ⅡA>ⅢA>ⅠA。
3.牢记3种分子的杂化方式和空间构型：CH4：sp3杂化，正四面体；NH3：sp3杂化，三角锥形；H2O：sp3杂化，V形。
4.学会σ键与π键的判断方法：单键均为σ键；双键、三键中含有1个σ键，其余为π键。
5.掌握有关晶体计算的常用方法：运用分摊法正确确定晶胞中所含原子的个数。
[典例剖析](10分)钒(V)、砷(As)、镍(Ni)均为第四周期元素，钒位于ⅤB族，砷位于ⅤA族，镍位于Ⅷ族。
请回答下列相关问题。
(1)基态钒原子的电子排布式为____________________，钒有＋2、＋3、＋4、＋5等几种化合价，这几种价态中，最稳定的是________价。
(2)砷与氯气反应可得到AsCl3、AsCl5两种氯化物。
其中属于非极性分子的是________，AsCl3分子的中心原子杂化类型是________，分子的空间构型是________。
(3)高纯度砷可用于生产具有半导体“贵族”之称的新型半导体材料GaAs，镓(Ga)为第四周期ⅢA族元素，Ga与As相比，第一电离能较大的是________。
(4)镍和镧形成的一种合金具有储氢功能，该合金储氢后的晶胞如下图所示：镍和镧形成的这种合金的化学式是________________，1 mol 镧形成的该合金能储存________mol 氢气。
[推理分析] (1)基态钒原子的电子排布式为[Ar]3d 34s 2，当原子价层电子全部失去时，形成的离子最外层达到稳定的电子层结构，故＋5价最稳定。
(2)AsCl 5分子中砷的价电子均成键，故它是非极性分子；AsCl 3分子中的价层电子对数为4，其中孤电子对数为1，因此砷原子为sp 3杂化，分子的空间构型为三角锥形。
大π键的辨别方式
大π键的辨别方式大π键是有机化学中重要的化学键之一，具有很高的重要性。
正确辨别大π键对于了解分子结构和反应机理至关重要。
下面是一些辨别大π键的常见方法：1. 红外光谱法（IR）：在红外光谱中，大π键会表现出明显的特征峰。
大π键通常会吸收位于1500-1600 cm^-1的波数范围内的光，这被称为C=C伸缩模式。
因此，检查红外光谱中是否存在这一范围内的吸收峰可以帮助辨别大π键。
红外光谱法（IR）：在红外光谱中，大π键会表现出明显的特征峰。
大π键通常会吸收位于1500-1600 cm^-1的波数范围内的光，这被称为C=C伸缩模式。
因此，检查红外光谱中是否存在这一范围内的吸收峰可以帮助辨别大π键。
2. 紫外-可见光谱法（UV-Vis）：在紫外-可见光谱中，大π键也会出现明显的吸收峰。
大π键通常会吸收紫外和可见光波长，因此使用紫外-可见光谱仪检查吸收峰位置和强度可以帮助确定大π键的存在。
紫外-可见光谱法（UV-Vis）：在紫外-可见光谱中，大π键也会出现明显的吸收峰。
大π键通常会吸收紫外和可见光波长，因此使用紫外-可见光谱仪检查吸收峰位置和强度可以帮助确定大π键的存在。
3. 核磁共振光谱法（NMR）：核磁共振光谱可以提供大π键的信息。
大π键上的磁场效应会导致核磁共振吸收信号的出现。
观察核磁共振光谱中是否有特定的峰，例如化学位移在120-150 ppm的碳-碳双键，可以辨别大π键。
核磁共振光谱法（NMR）：核磁共振光谱可以提供大π键的信息。
大π键上的磁场效应会导致核磁共振吸收信号的出现。
观察核磁共振光谱中是否有特定的峰，例如化学位移在120-150 ppm的碳-碳双键，可以辨别大π键。
4. 化学反应：大π键通常参与一些特定的化学反应，例如加成反应、环加成反应或氧化反应。
通过观察分子在特定条件下的反应行为，特别是是否发生与大π键相关的反应，可以进一步确定大π键的存在。
化学反应：大π键通常参与一些特定的化学反应，例如加成反应、环加成反应或氧化反应。
结构化学模拟
结构化学模拟结构化学⾃测题结构化学⾃测题⾃测题1⼀、填空题（每空2分，共18分） 1能量为100eV的⾃由电⼦的德布罗依波波长为、 cm.2、氢原⼦的⼀个主量⼦数为n=3的状态有个简并态。
3、He 原⼦的哈密顿算符为4、氢原⼦的3Px 状态的能量为 eV 。
⾓动量为⾓动量在磁场⽅向的分量为；它有个径向节⾯，个⾓度节⾯。
5、氟原⼦的基态光谱项为6、与氢原⼦的基态能量相同的Li 2+的状态为⼆、计算（共14分）⼀维势箱基态lxl πψsin 2=，计算在2l 附近和势箱左端1/4区域内粒⼦出现的⼏率。
三、（共14分）计算环烯丙基⾃由基的HMO 轨道能量。
写出HMO ⾏列式；求出轨道能级和离域能；⽐较它的阴离⼦和阳离⼦哪个键能⼤。
四、（共12分）求六⽔合钴（钴2价）离⼦的磁矩（以玻尔磁⼦表⽰）、CFSE ，预测离⼦颜⾊，已知其紫外可见光谱在1075纳⽶有最⼤吸收，求分裂能（以波数表⽰）。
五、（共10分）⾦属镍为A1型结构，原⼦间最近接触间距为2.482m 1010-?，计算它的晶胞参数和理论密度。
六、（共14分）3CaTiO 结晶是pm a 380=的⽴⽅单位晶胞，结晶密度4.103/cm g ，相对分⼦质量为135.98，求单位晶胞所含分⼦数，若设钛在⽴⽅单位晶胞的中⼼，写出各原⼦的分数坐标。
七、简答题（每空3分，共18分）1、原⼦轨道；分⼦轨道；杂化轨道；2、电⼦填充三原则；杂化轨道三原则；LCAO-MO 三原则⾃测题1参考答案⼀、1．810225.1-?； 2．9; 3．()122221222212222?r e r e r e m H +--?+?-= 。
; 4．6.1391-； 2；不确定；1；1。
；． 5．2/32P ；．6．3S ；3P ；3d ；⼆、在2/l 的⼏率即⼏率密度=;22sin2222l l l l l =?=??πψππππ21412sin241sin 24/024/0-=??-=??? ??=?l L lxl l l dx l x l P 三、βα21+=Eβα-==32E Eβ-=离域E , βπ2-=阴，E , βπ4-=阳，E ，可见阳离⼦键能⼤。
化学键与分子结构(1)
头碰头
p－p
肩并肩
s－s s－p p－p
―头碰头”σ键
p－p
―肩并肩” π 键
共价键的特征
1、具有饱和性
2、具有方向性
共价键的方向性是指一个原子与周围原子形成 共价键有一定的角度。共价键具有方向性的原 因是因为原子轨道(p、d、f)有一定的方向性， 它和相邻原子的轨道重叠成键要满足最大重叠 条件。
心键等。
σ键的特点是重叠的电子在两核连线上，受原子核束 缚力较大，重叠程度也大，比较牢固，σ键绕轴旋转 时，电子云重叠程度不受影响。
π键的特点是重叠的电子云分布在两核连线的两方， 受原子核束缚力小，电子云重叠程要比σ键小得多， 所以π键不如σ键牢固。π键绕键轴(两轴连线)旋转后 会发生破裂。 所以π键电子的能量较高，易活动，其化学性质较σ 键活泼。 一般来说，π健不能独立存在，总是和σ键一起形成 双键或叁键。
二、σ键和π键——价键理论(一)
又称电子配对法：共价键是由不同原子的电子 云重叠形成的，是1927年海特勒(Heitler)和伦 敦(London)用量子力学处理H2问题所得结果的 推广。
两个核外电子自旋方向相反的氢原子靠近
V势能
0
r核间距
r0
v势能
0
r0
r核间距
r0
v势能
0
r0
r核间距
两个核外电子自旋方向相同的氢原子靠近
激发
↑ 2s
↑
↑ 2p
↑
sp3杂化
↑
↑
↑
↑
4个sp3轨道 重叠
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
形成4个(sp3-s) σ键
sp3杂化轨道的形成过程
BF3
π的简介
地平线上的不同高度和不同角度观察宇宙射线的强度巧妙地推断出平均寿命的，后来F．拉赛蒂直接测出了平均寿命。
但是进行宇宙射线实验的人员在开始观察时，并不知道汤川的工作。
战争使这项实验工作延缓了，并且使日本和西方隔绝开来。
日本物理学家对存在着质量和汤川假定的粒子的质量相近的粒子根感兴趣，然而他们也注意到，要把μ介子和汤川粒子等同起来仍然有些困难：首先μ介子的平均寿命太长了；其次，μ介子在物质中受阻止时，它们与阻止物质的原子核发生相互作用显得很平常，虽然并不总是这样，三个年轻的意大利物理学家：M．康弗西(M．Conversi)，E.潘锰尼(E．Pancini)和O.皮西奥尼克(O.Piccionic)，通过研究这个现象，有了一个重要的实验发现。
这三个年轻人那时正在躲避德国人，因为德国人要把他们流放到德国去进行强制劳动。
他们三个人躲在罗马的一个地下室中秘密地工作，他们发现，正μ介子和负μ介子在物质中受阻止时的行为不一样。
正μ介子的衰变或多或少象在真空中一样，而负μ介子如果被重核所阻止，则被其俘获并产生蜕变，但当它们被象碳这样的轻核所俘获时，则它们的衰变大部份就象在真空中一样，这不是汤川粒子所应具有的特性，因为一旦介子距离原子核足够近时，特定的核力就应当产生蜕变，所以汤川粒子应当与轻的或重的原子核都发生剧烈的反应。
实验证明情况并非如此，因此μ介子不大会是汤川粒子。
情况确实非常奇怪。
汤川已经预言存在着质量约等于300个电子质量的粒子，有人也已找到了它们，但这种粒子却又不是汤川所预言的那种粒子。
理论物理学家对康弗西、潘锡尼和皮西奥尼克的结果感到迷惑不解，而这些结果从实验观点来看，却又非常可靠。
理论家们决心找出答案。
日本的谷川、坂田和井上及美国的H．A．贝特和R．马沙克(R．Marshak)，各自独立地提出了一个可以解决已存在的困难的假设。
他们提出，观察到的μ介子是汤川介子的衰变产物，而尚没有人观察到汤川介子。
作出吸引人的、看起来是合理的假设是一回事，而要确证—个事实又是另一回事了。
σ键和π键
分子是由原子组合而成的。
是保持物质基本化学性质的最小微粒，并且又是参与化学反应的基本单元，分子的性质除取决于分子的化学组成外，还取决于分子的结构。
分子的结构通常包括两方面内容：一是分子中直接相邻的原子间的强相互作用即化学键(chemical bond)，化学键的成键能量约为几十到几百千焦每摩；二是分子中的原子在空间的排列，即空间构型(geometry configuration)。
此外，在相邻的分子间还存在一种较弱的相互作用，其作用能约比化学键小一、二个数量级。
物质的性质决定于分子的性质及分子间的作用力，而分子的性质又是由分子的内部结构决定的，因此研究分子中的化学键及分子间的作用力对于了解物质的性质和变化规律具有重要意义。
化学键按成键时电子运动状态的不同，可分为离子键、共价键（包括配位键）和金属键三种基本类型。
在这三种类型化学键中，以共价键相结合的化合物占已知化合物的90%以上，本章将在原子结构的基础上着重讨论形成化学键的有关理论和对分子构型的初步认识，同时对分子间的作用力作适当介绍。
第一节现代价键理论现代价键理论的基础现代价键理论（valence bond theory，简称VB法，又称为电子配对法）量子力学对氢分子系统的处理表明，氢分子的形成是两个氢原1s轨道重叠的结果氢分子的形成曲线示意图只有两个氢原子的单电子自旋方向相反时，两个1s轨道才会有效重叠，形成共价键。
氢原子间形成的稳定共价键，是氢分子的基态。
共价键的本质是电性的，但因这种结合力是两核间的电子云密集区对两核的吸引力，成键的这对电子是围绕两个原子核运动的，出现在两核间的概率较大，而且不是正、负离子间的库仑引力，所以它不同于一般的静电作用。
现代价键理论的要点：1.两个原子接近时，只有自旋方向相反的单电子可以相互配对（两原子轨道重叠），使电子云密集于两核间，系统能量降低，形成稳定的共价键。
2.自旋方向相反的单电子配对形成共价键后，就不能再和其他原子中的单电子配对。
结构化学题库与答案（9）
结构化学题库与答案（9）《结构化学》第五章习题5001 NF 3和NH 3分⼦中，键⾓∠FNF ⽐∠HNH 要（a ），这是因为（b ）。
5002 写出下列分⼦的结构式(标明单键和多重键等键型)和⽴体构型：(1) Al 2Cl 6 ，(2) HN 3 ，(3) Fe(CO)3(η4- C 4H 4) ，(4) XeOF 4 ，(5) XeF 4 5003 NH 3和PH 3分⼦键⾓值⼤者为___________________分⼦。
5004 ⽤价电⼦对互斥理论推断： PF 4+的构型为_________________，中⼼原⼦采⽤的杂化轨道为_____________________： XeF 4的构型为___________________，中⼼原⼦采⽤的杂化轨道为________________________。
5005 写出下述分⼦中中⼼原⼦的杂化⽅式及分⼦的⼏何构型：HgCl 2_________________： Co(CO)4-__________________：BF 3___________________： Ni(CN)42-__________________。
5006 sp 2(s ，p x ，p y )等性杂化轨道中，若1ψ和x 轴平⾏，2ψ和y 轴成30°，1ψ，2ψ，3ψ互成120°。
请写出满⾜正交归⼀化条件的三个杂化轨道表达式：1ψ______________________________：2ψ______________________________：3ψ______________________________。
5007 O 3的键⾓为116.8°，若⽤杂化轨道ψ=c 1s 2ψ+c 2p 2ψ描述中⼼O 原⼦的成键轨道，试按键⾓与轨道成分关系式cos θ=-c 12/c 22，计算：(1) 成键杂化轨道中c 1和c 2值；(2) ψ2s 和ψ2p 轨道在杂化轨道ψ中所占的⽐重。