複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

大π鍵

鎖定
在多原子分子中如有相互平行的p軌道,它們連貫重疊在一起構成一個整體,p電子在多個原子間運動形成π型化學鍵,這種不侷限在兩個原子之間的π鍵稱為離域π鍵,或共軛大π鍵,簡稱大π鍵。 [1] 
中文名
大π鍵
別    名
離域π鍵
原    理
相互平行的p軌道重疊
條    件
這些原子都在同一平面上
舉    例
H2C=CH-CH=CH2
領    域
化學

大π鍵形成條件

①這些原子多數處於同一平面上;
②這些原子有相互平行的p軌道;
③p軌道上的電子總數小於p軌道數的2倍。
離域π鍵的形成常使體系的能量降低,分子的穩定性增加。
離域π鍵的表示法 Πnm 下標n為p軌道數(參加成鍵的原子數目)上標m為p電子數
大π鍵是3個或3個以上原子彼此平行的p軌道從側面相互重疊形成的π鍵。
通常指芳香環的成環碳原子各以一個未雜化的2p軌道,彼此側向重疊而形成的一種封閉共軛π鍵。
在苯分子中,六個碳原子和六個氫原子完全相同,且實驗表明苯分子中的六個碳碳鍵也完全相同。雜化軌道理論認為,苯分子中的每個碳原子都採取sp2雜化, 3個雜化軌道有2個形成碳碳σ鍵,另一個與氫原子形成σ鍵;每個碳原子中, 還有一個未雜化的p軌道,這6個p軌道一起形成π鍵,由於苯分子中的π鍵是多個原子形成的,一般稱為大π鍵。處在p鍵上的電子不再只屬於一個原子所有,而是在整個大π鍵上運動是離域的,因此又稱為離域π鍵。含有大π鍵的分子很多,如BF3、CO32-、NO2、1,3-丁二烯、苯酚、萘等分子中都含有大π鍵。離域π鍵用符號Pnm表示, n是形成π鍵的原子數, m是p電子的總數, 例如丁二烯是P44離域π鍵;萘分子是P1010離域π鍵。 [2] 
苯的大π鍵是平均分佈在六個碳原子上,所以苯分子中每個碳碳鍵的鍵長鍵能是相等的。
又如,1,3-丁二烯分子式為H2C=CH-CH=CH2。4個碳原子均與3個原子相鄰,故採用sp2雜化。這些雜化軌道相互重疊,形成分子σ骨架,故所有原子處於同一平面。每個碳原子還有一個未參與雜化的p軌道,垂直於分子平面,每個p軌道里面有一個電子,故丁二烯分子中存在一個“4軌道4電子”的p-p大π鍵。通常用πab來表示,其中a為平行的p軌道的數目,b表示平行p軌道里電子數。
當然,無機化合物中也存在這樣的π鍵,例如:CO2二氧化碳)的中心原子c採取sp雜化(兩條不滿的p軌道),而且氧原子也有不成對的p電子,這三個原子中就在兩個方向上形成了各有四個電子的兩個離域π鍵。 [3] 

大π鍵π鍵類型

離域π鍵:在這類分子中,參與共軛體系的所有π 電子的遊動不侷限在兩個碳原子之間,而是擴展到組成共軛體系的所有碳原子之間。這種現象叫做離域。共軛π鍵也叫離域鍵或非定域鍵。由於共軛π 鍵的離域作用,當分子中任何一個組成共軛體系的原子受外界試劑作用時,它會立即影響到體系的其它部分。共軛分子的共軛π鍵或離域鍵是化學反應的核心部位。
定域π鍵:有機分子中只包含 σ 鍵和孤立π 鍵的分子稱為非共軛分子。這些σ 鍵和孤立π 鍵,習慣地被看成是定域鍵,即組成σ 鍵的一對σ 電子和孤立π 鍵中一對π 電子近似於成對地固定在成鍵原子之間。這樣的鍵叫做定域鍵。例如,C2H4分子的任何一個C-Hσ 鍵和CH2=CH2分子的π 鍵,其電子運動都侷限在兩個成鍵原子之間,都是定域鍵 [4] 
參考資料