离域化学键及等电子体
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高考化学新热点——等电子原理叶归归1、等电子原理1919年,美国化学家Irving Langmuir在大量实验事实的基础上总结出一条经验规律,即等电子原理:原子数相同,电子数相同的分子,结构相似,物理性质相近。
具有等电子特征的微粒互称为等电子体。
常见的等电子体如N2和CO,其性质比较如表1。
表1 CO与N2的性质对比CO N2原子个数电子总数价电子数成键特征离解能/kJ⋅mol-1熔点/K沸点/K密度/g⋅cm-3临界温度/K临界压强/MPa21410共价叁键(一个σ键和两个π键,且有一个空的π*轨道)1075832530.7931333.621410共价叁键(一个σ键和两个π键,且有一个空的π*轨道)946772520.7961273.5运用等电子原理预测分子或离子的空间构型时,不能简单的认为价电子数相等的两种微粒即为等电子体,必须注意等电子体用于成键的轨道具有相似性。
例如CO2和SiO2,若单从价电子数相等角度考虑,二者看似互为等电子体,实则不然,两者的空间结构相差甚远。
原因是,在CO2中,除了C原子以sp杂化轨道分别与2个O原子的p 轨道以σ键结合,还有2个离域的键;而SiO2中Si原子以sp3杂化轨道分别与4个O原子的p轨道以σ键结合,同时,Si原子的d轨道还与O原子的P轨道形成了离域的π键。
因此,成键轨道是否具有相似性是运用等电子原理判断分子或离子空间构型的前提。
常见的等电子体中学常见的等电子体价电子数有8、10、14、16、18、24、26、30、32、48十种,按照重原子总数的不同可以归类如下(表2)。
表2 常见的等电子体及空间构型等电子类型常见等电子体空间构型2原子10电子2原子14电子3原子16电子3原子18电子4原子24电子4原子26电子5原子8电子5原子32电子6原子30电子7原子48电子N2, CN-, C22-, C2H2, NO+F2, O22-, H2O2, N2H4, C2H6, CH3NH2, NH2OH, CH3FCO2, N2O, NCO-, N3-, NO2+, SCN-, HgCl2, BeCl2(g),O3, SO2, NO3-SO3(g), CO32-, NO3-, BO33-, BF3SO32-, ClO3-, BrO3-, IO3-, XeO3CH4, SiH4, NH4+, PH4+, BH4-CCl4, SiF4, SiO44-, SO42-, ClO4-C6H6, N3B3H6(俗称无机苯)AlF63-, SiF62-, PF6-, SF6直线型直线型直线型折线型平面三角型三角锥型正四面体型正四面体型平面六边型八面体型高考化学新热点——等电子原理刘鑫茹1、等电子原理1919年,美国化学家Irving Langmuir在大量实验事实的基础上总结出一条经验规律,即等电子原理:原子数相同,电子数相同的分子,结构相似,物理性质相近。
亚硝酸根派离域键亚硝酸根派离域键是一种化学键,这种键的形成是经过亚硝酸根离域的过程。
这是一种重要的反应机制,在化学的研究和应用上具有广泛的应用价值。
本文将详细探讨亚硝酸根派离域键的形成、性质以及其应用价值。
一、亚硝酸根离域的过程亚硝酸根离域的过程是指一个含有亚硝酸根的分子,当它与另一个分子或原子发生反应时,亚硝酸根中的一个氧原子会离开,然后与另一分子或原子结合,形成一种新的分子。
这个过程中,亚硝酸根的氧原子上的单电子对会向硝酸根中的氮原子转移,形成亚硝酸根离域键。
二、亚硝酸根派离域键的性质亚硝酸根派离域键具有以下特殊性质:1.强度:亚硝酸根派离域键的键能为298kJ/mol,是较强的共价化学键。
2.极化:亚硝酸根离域键是一种极化共价键,它的形成导致氧原子上的电子极化向氮原子方向。
3.键长:亚硝酸根离域键的键长较短,为1.2Å。
4.键角:亚硝酸根离域键的键角较小,约为120o。
三、亚硝酸根派离域键的应用1.生物医学亚硝酸根派离域键在生命体内起着十分重要的生理作用,在这方面被广泛研究和应用。
亚硝酸根派离域键的生成与氮氧化物的代谢有关,这些化合物包括一些与生命体内许多生理和病理过程有关的重要物质。
2.环保领域亚硝酸根派离域键在环保领域也有着广泛的应用。
亚硝酸根派离域键的研究可以对污染环境的分析和检测有所帮助,同时,它还可以指导污染治理的改进和实施。
3.农业产业在农业生产过程中,亚硝酸根派离域键也有着广泛的应用。
亚硝酸根派离域键可以促进植物的生长和发育,同时还可以加速植物的代谢进程,增加植物的抗病能力和减轻病害的影响。
4.化学材料亚硝酸根派离域键在化学材料的领域也有着重要的应用。
亚硝酸根派离域键可以使材料的热稳定性和化学稳定性有所提高,这种结构在电子传输和储能系统中也具有重要的应用价值。
总之,亚硝酸根派离域键不仅是一种有着特殊性质的化学键,同时具有着广泛的应用价值。
在未来的发展中,视力智慧化学研究,预测其未来在生命、环境、农业、制药、新材料等领域的生产和科技进程中的重要作用。
2025年新人教版高考化学一轮复习讲义 热点强化14微粒空间结构 大π键的判断(一)微粒空间结构的判断1.熟记常见分子(离子)的空间结构微粒组成(A 为中心原子)实例中心原子的孤电子对数中心原子的杂化方式微粒空间结构AB 2BeCl 2、CO 2、HCN____________ SO 2、SnBr 2、_________ H 2O 、OF 2、_________AB 3 BF 3 、SO 3、_________________ NH 3、PCl 3、______________AB 4CH 4、CHCl 3、______________0sp 直线形1sp 2V 形2sp 3V 形0sp 2平面三角形1sp 3三角锥形0sp 3四面体形2.(知识拓展)等电子原理及应用(1)基本观点原子总数相同、价电子总数相同的分子(或离子)互为等电子体。
等电子体具有相似的结构特征(空间结构和化学键类型)及相近的性质。
(2)确定等电子体的方法(举例)变换过程中注意电荷改变,并伴有元素种类的改变。
(二)大π键(离域π键)1.形成条件(1)中心原子采取sp或sp2杂化。
(2)参与形成大π键的多个原子应在同一个平面或同一直线上。
2.大π键共用电子数分析方法(1)大π键中共用电子的数目等于垂直于分子或离子平面的p轨道中的电子数目总和。
(2)判断出中心原子的杂化方式,并画出价层电子轨道表示式。
未参与成键的杂化轨道,优先填充两个电子,形成孤电子对,杂化轨道中的电子不参与形成大π键。
(3)根据配位原子的价层电子轨道表示式,判断配位原子中未参与成键且垂直该分子或离子平面的p轨道中电子数目(单电子优先形成π键)。
分析 根据价层电子对互斥模型判断为平面三角形结构,中心C原子为sp2杂化,价层电子轨道表示式为,每个O原子有两个单电子,三个O分别用一个单电子与中心C原子形成三个C—O σ键,另一个单电子参与形成大π键,形成两个负电荷的电子也参与形成大π键。
等电子体与分子中的“大Π键”考点一等电子体原理【核心知识梳理】1.等电子体原理(1)等电子体:原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。
(2)等电子原理:等电子体具有相似的化学键特征,它们的许多性质相近,此原理称为等电子原理,例如CO和N2的熔沸点、溶解性等都非常相近。
(3)等电子原理的应用利用等电子原理可以判断一些简单分子或离子的立体构型。
如SO2和O3的原子数目和价电子总数都相等,二者互为等电子体,中心原子都是sp2杂化,都是V形结构。
(4)常见的等电子体汇总2. 确定等电子体的方法变换过程中注意电荷变化,并伴有元素种类的改变【精准训练1】等电子体1.N2的结构可以表示为,CO的结构可以表示为,其中椭圆框表示π键,下列说法中不正确的是()A.N2分子与CO分子中都含有三键B.CO分子中有一个π键是配位键C.N2与CO互为等电子体D.N2与CO的化学性质相同2.下列粒子属于等电子体的是()A.C O32−和SO3B.NO和O2 C.NO2和O3D.HCl和H2O3.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。
人们发现等电子体的空间结构相同,则下列有关说法中正确的是()A.CH4和NH+4是等电子体,键角均为60°B.NO-3和CO2-3是等电子体,均为平面三角形结构C.H3O+和PCl3是等电子体,均为三角锥形结构D.B3N3H6和苯是等电子体,B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道4.已知CO2为直线形结构,SO3为平面正三角形结构,NF3为三角锥形结构,请推测COS、CO2-3、PCl3的空间结构:________、________、________。
考点二分子中“大π键”【核心知识梳理】1. 定域π键(1)概念:两个相邻原子的平行p 轨道“肩并肩”重叠形成,可描述为双轨道双电子π键。
(2)形成定域π键的条件:相邻两个原子提供一个或两个相互平行的未杂化p 轨道。
高考化学:大π键知识点总结共价键的类型按成键方式可分为σ键和π键。
大π键作为π键概念的延伸与拓展,常见于信息题中。
由三个或三个以上的原子形成的π键,在多原子分子或离子中,如有相互平行的p轨道,它们连贯重叠在一起构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成π型化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键或共轭大π键,简称大π键,大π键具有特殊的稳定性。
一、共价键的分类按电子对是否偏移分为:极性共价键和非极性共价键。
按照共用电子对的数目分为:单键,双键,叁键按照电子云的重叠方式:σ键和π键二、定域和离域定域键:我们学过的键和π键通常可以被成为定域键,因为这些价电子活动范围局限在两个原子间。
但是有些化合物或离子中的电子不仅仅局限于两个原子之间,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,这种化学键被称为离域键。
如果这些电子来自p轨道,则这些电子所形成的是Π键。
三、什么是离域π键1、在一个平面形的多原子分子中,如果相邻原子有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化轨道的原子轨道,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“离城π键”,简称“大π键”。
2、大π键的形成条件:(1)所有参与离城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)所有参与离域键的原子都必须提供个成两个相互平行的p轨道;(3)根据泡利不相容原理,参与离城π键的p轨道上的电子数必须小于2倍的p轨道数。
3、大π键对分子性质有一定的影响。
(1)使分子稳定性增加苯有离域π键,苯的离域π键表示为π66。
它平均分布在六个碳原子上,所以苯分子中每个碳碳键的键长和键能是相等的,既不是单键,也不是双键。
使苯环具有特殊的稳定性,这是与烯烃不同的。
所以苯的化学性质显现为芳香烃的性质,不易发生加成和氧化反应,易发生取代反应。
再如BF3中π64,因而能稳定单独存在,但与其化学式相似的AlCl3,由于Al的原子半径较大,不容易形成大π键,故气态般以双聚体Al2Cl6形成存在。
2009届分类号:O61单位代码:10452本科毕业论文浅谈简单化合物中的离域 键姓名袁梦性别女学号200508130305年级2005专业化学系(院)化学化工学院指导教师郭士成2009年3月10日摘要在无机或有机共价化合物的分子或离子中,往往含有一种或几种不同类型的化学键,如πσ和键等。
有些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,这种化学键称为离域π键。
本文以杂化轨道理论和原子的价电子数为基础,以1,3丁二烯为例阐述了离域π键的概念,以CO2分子为例说明了离域π键的形成条件,论述了N(SiH3)3分子的d-p共轭离域π键,足球烯分子离域π键的特殊性以及丙烯分子的σ-π共扼离域π键,对二氧化氮、氧等几种化合物分子离域π键的形成,-2SO离子中的d-p配键,缺电子分子BF3的离域π键分4别进行了阐述。
以期对简单化合物分子或离子的离域π键有进一步认识。
关键词:离域π键;共轭离域π键;σ-π共扼;d-p配键Delocalized π bond containing compounds the stability ofABSTRACTAt covalent inorganic or organic compounds or molecular ions,often contain one or several different types of chemical bonds,such as π keys, etc. Some molecular compounds or ionic bond in the π electron is not limited to between two atoms. But take part in a number of bonding atoms to form molecules or ions skeleton in sports, t his chemical bond is called π bond delocalization.In this paper, hybrid orbital theory and valence electron number of atom-based, 1,3 but adiene as an example to elaborate the π key concepts from the domain, CO2 molecules as an example to illustrate the formation of delocalized bond conditions, Discusses the N (SiH3) 3 molecules d-p conjugated delocalized π bond, f ootball Triazene π bond delocalization molecular specificity, as well as propylene molecules σ-π conjugated delocalized π bond,of nitrogen, oxygen and other elements of several compounds delocalizati on π bond formation, ion in the dp with key,lack of electron delocalization molecular BF3 keys separately described. With a view to a simple molecular compounds or ions from the keys have a better understanding of the domain.Keywords:πDelocalization Kin; Thermal decomposition of; Molecular Structure目录1引言 (1)2离域π键的概念 (1)3 离域π键的形成条件与类型 (2)3.1离域π键的形成条件 (2)3.2离域π键的类型 (3)3.2.1d-p共轭离域π键 (3)3.2.2足球烯分子的离域π键 (4)3.2.3 σ-π共轭离域π键 (5)4含离域π键分子的结构分析 (5)4.1 NO2分子的结构分析 (5)4.2 O3分子的结构分析 (6)4.3 ClO2分子的结构分析 (6)RO含氧酸根的d-pπ离域配键 (6)4.4 -n44.5 缺电子分子的离域π键 (7)5结语 (8)参考文献 (9)致谢 (10)1234C C C C H H HH 1引言在一些无机或有机共价化合物的分子或离子中,常常含有两种共价键即σ键和π键。