备考2024届高考化学一轮复习强化训练第五章物质结构与性质元素周期律第4讲化学键分子的空间结构大π键

这是一份备考2024届高考化学一轮复习强化训练第五章物质结构与性质元素周期律第4讲化学键分子的空间结构大π键，共2页。试卷主要包含了概念，表示符号，计算步骤，示例等内容，欢迎下载使用。


1.概念
在一个具有平面形结构或线形结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种多中心π键又称为“共轭π键”或“非定域π键”，简称大π键。
2.表示符号
Πmn，m表示相互平行的p轨道的数目，n表示相互平行的p轨道里的电子数（理论计算证明n＜2m时可形成大π键，解题时可作为验证大π键书写正误的方法）。
3.计算步骤
（1）确定分子中价电子总数。
（2）找出分子中的σ键以及不与π键p轨道平行的孤电子对的轨道。
（3）用价电子总数减去这些σ键中的电子数和孤电子对中的电子数，剩余的就是填入大π键的电子数。
4.示例
推算CO2中的大π键类型： 。CO2为直线形分子，中心原子C为sp杂化，无孤电子对，另外2个未参与杂化的p轨道与sp杂化轨道相互垂直，因而CO2分子有两套相互平行的p轨道；CO2的价电子总数为16，每个氧原子有1个容纳孤电子对的轨道不与形成大π键的p轨道平行，则大π键中电子数为16－2×2－2×2＝8，则每套平行p轨道里有4个电子，故CO2分子中的大π键表示为Π34。
1.写出下列物质含有的大π键类型。
（1）C6H6（苯）： Π66 ；
（2）CH2CH—CHCH2： Π44 ；
（3）NO3－： Π46 ；
（4）O3： Π34 ；
（5）CO32－： Π46 。
2.吡啶（）中含有与苯类似的大π键，可表示为 Π66 。
解析 吡啶环中5个C原子与1个N原子均为sp2杂化，每个C原子提供1个电子，1个N原子提供1个电子形成大π键，可表示为Π66。
3.叠氮酸（HN3）是一种弱酸，在水中能微弱电离出H＋和N3－，则N3－中的大π键应表示为 Π34 。
解析 N3－的价电子总数为16，原子总数为3，所以与CO2互为等电子体，二者成键方式类似，参与形成大π键的原子数为3，形成两个Π34，如图。
4.[全国Ⅱ高考]经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示，R中阴离子N5－中的σ键总数为 5 。分子中的大π键可用符号Πmn表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为Π66），则N5－中的大π键应表示为 Π56 。
解析 从题图可以看出：阴离子N5－呈五元环状结构，其含有的σ键总数为5；N5－中参与形成大π键的电子数为6，故可将其中的大π键表示为∏56。
5.铝离子电池常用离子液体AlCl3/[EMIM]Cl作电解质，其中阴离子有AlCl4－、Al2Cl7－，阳离子为[EMIM]＋（）。[EMIM]＋中环上所有原子共面，其中N原子的杂化方式是 sp2 ，C原子的杂化方式是 sp2、sp3 。[EMIM]＋中的大π键可表示为 Π56 。
解析 [EMIM]＋中环上所有原子共面，与乙基相连的N原子上若有孤电子对，则[EMIM]＋中环上所有原子不共面，即N原子上无孤电子对，其价层电子对数为3，N原子采取sp2杂化，同理，与甲基相连的N原子上也无孤电子对，价层电子对数为3，采取sp2杂化；C原子形成4个单键或2个单键和1个双键，则C原子的杂化方式为sp3、sp2。C、N原子上没有参与杂化的p轨道上的电子形成了大π键，环上有5个原子参与成键，与乙基相连的N原子提供2个电子，每个C原子提供1个电子，与甲基相连的N原子提供1个电子，故该大π键为Π56。