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π键举例?
π键--原子轨道中两个互相平行的轨道如py或pz 以“肩并肩” 方式进行重叠,轨道的重叠部分垂直于键轴并呈镜面反对称分布(原子轨道在镜面两边波的瓣符号相反),而形成的共价键。因为π键的轨道对称性与p轨域相同。p轨道通常参与形成π键。
两个p轨道形成一个π键尽管π键本身弱于σ键,但是π键仍然和σ键并存于多键中,因为合并的键比他们分别都要强。这一点从通过比较乙烷(154 pm)、乙烯(133 pm)、乙炔(120 pm)的键长就可以看出。
拥有双键和三键的原子通常有一个σ键,余下的则是π键。π键是由于平行轨道重叠形成的:两个轨道纵向的相遇,形成比σ更弱的键。π键中的电子有时也被叫做π电子。
条件:
1、2个原子或多个原子共平面
2、原子都提供平行的轨道
3、提供的电子总数小于轨道数的2倍
如,N2,2个N原子各用1个p轨道上的1个电子形成σ键后,剩余的2个p轨道两两平行,所以形成2个π键,上面各有1个电子,所以形成了2个有2个电子的π键。
苯,C6H6,C原子sp2杂化后,剩余的1个没有参与杂化的p轨道互相平行,上面各有1个电子,所以形成了6原子6电子的大π键。
O3,O-O-O是折线型分子,中间的O原子sp2杂化,提供1个未参与杂化的p轨道,上面有2个电子,两边的O原子则各提供1个未成对电子,所以形成了3原子4电子的大π键。
如CO₂分子中,C原子经sp杂化与两个O形成直线型的构型,碳原子剩余两个未成对p电子(py,pz),每个氧原子剩余一个未成对p电子(其中一氧原子的未成对电子在上下,一个在前后)。于是由一个氧原子提供的一个未成对电子碳原子提供一个未成对电子,另一个氧原子提供一对孤对电子在上下和前后各形成一个由三个中心原子提供四个电子形成的离域π键。
N₂O与CO₂为等电子体,也有类似的结构。
但是,π键并不一定要连接几个原子,金属原子和氢分子的σ键间的π交互作用在一些有机金属化合物的还原中扮演了很重要的角色。炔和烯中的π键经常与金属结合,所成的键含有很高的Π成分。
仅在部分分子中,σ键比π键更活泼:比如六羰基合二铁(Fe2(CO)6)、C2和乙硼烷B2H6。在这些化合物中,中心原子仅含有π键,为了能够造成轨道间的最大重叠,键长比预计的小很多。
丁13二烯中有几个π电子?
在1,3-丁二烯分子中,四个碳原子都是sp2杂化,相邻碳原子均以sp2杂化轨道沿轴向重叠形成C—Cσ键,其余的sp2杂化轨道分别与氢原子的1s轨道形成C—Hσ键,由于每一个碳的三个sp2杂化轨道都处于同一平面上,所以1,3-丁二烯是一个平面型分子。每个碳原子还有一个p轨道,这些p轨道均垂直于分子平面且彼此间互相平行重叠,形成一个离域的π键。离域π键对键长、键角都产生影响。
1,3-丁二烯分子中C(1)—C(2),C(3)—C(4)之间的键长(133.7pm)与单烯烃的双键键长(134pm)近似,而C(2)—C(3)间的键长(146pm)明显小于烷烃中碳碳单键的键长(154pm),这正是共轭的结果。
石墨烯的化学键是什么?
石墨晶体为混合晶型,是层状结构。在每一层内,碳原子为sp2杂化,每个碳原子与其他3个碳原子以共价键结合形成六边形网状结构;在层与层之间,是以分子间作用力(准确的说是色散力)结合的。
化学性质不活泼,耐腐蚀,与酸、碱等不易反应。在空气或氧气中加强热,可燃烧并生成二氧化碳。强氧化剂会将它氧化成有机酸。用作抗摩剂和润滑材料,制作坩埚、电极、干电池、铅笔芯。高纯度石墨可在核反应堆上作中子减速剂。常被称为炭精或黑铅,因为以前被误认为是铅。
石墨烯的化学键是一个大π键,石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp2杂化轨道成键,并有如下的特点:碳原子有4个价电子,其中3个电子生成sp2键,即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子,近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键,新形成的π键呈半填满状态。
在石墨烯中,每个C原子与周围的其他三个C原子形成3个δ键,1个π键.因为每个键均为两个C原子共用,即每个C原子只占有一个键的一半.所以在石墨烯中,一个碳原子只占有1.5个δ键.
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