2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第2章分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教考銜接1大π鍵的形成與影響課件新人教版選擇性必修2

教考銜接1大π鍵的形成與影響深挖教材1.教材模型與分析教材模型魯科版教材模型分析大π鍵的含義在一個(gè)平面形分子中如果有較多的相鄰雜化態(tài)原子上有p軌道時(shí),這些p軌道以“肩并肩”的形式相互重疊,形成多中心多電子的不定域π鍵或大π鍵,所謂不定域是指生成的π鍵不再局限于2個(gè)原子,而是屬于一個(gè)多原子體系。苯分子的結(jié)構(gòu)是說明不定域π鍵的最好例子。包含n個(gè)電子和m個(gè)原子的大π鍵可以用符號(hào)

表示。2.模型應(yīng)用與指導(dǎo)(1)大π鍵的形成條件①所有參與形成離域π鍵的原子在同一平面上,因此中心原子采取sp2雜化或sp雜化。②參與形成離域π鍵的原子都必須提供一個(gè)或兩個(gè)相互平行的p軌道。③形成離域π鍵的p軌道上的電子總數(shù)小于p軌道數(shù)的2倍。(3)計(jì)算大π鍵中電子數(shù)的步驟①確定分子中價(jià)電子總數(shù)。②找出分子中的σ鍵以及不與π鍵p軌道平行的孤電子對(duì)的軌道。③用價(jià)電子總數(shù)減去這些σ鍵中的電子數(shù)和孤電子對(duì)中的電子數(shù),剩余的就是填入大π鍵的電子數(shù)。鏈接高考模型應(yīng)用1

利用大π鍵分析共價(jià)鍵的形成例1(1)(2022·全國(guó)乙卷)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,C的一個(gè)

雜化軌道與Cl的3px軌道形成C—Cl

鍵,并且Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵()。

(2)(2022·山東等級(jí)考)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的

大π鍵,則吡啶中N原子的價(jià)層孤電子對(duì)占據(jù)

(填字母)。

A.2s軌道

B.2p軌道C.sp雜化軌道

D.sp2雜化軌道sp2σD(3)(2020·山東等級(jí)考)B3N3H6(無(wú)機(jī)苯)的結(jié)構(gòu)與苯類似,也有大π鍵。下列關(guān)于B3N3H6的說法錯(cuò)誤的是(

)A.其熔點(diǎn)主要取決于所含化學(xué)鍵的鍵能B.形成大π鍵的電子全部由N提供C.分子中B和N的雜化方式相同D.分子中所有原子共平面A深度思考同一原子在不同的化合物中采用相同的雜化方式,雜化軌道容納電子數(shù)一定相同嗎?提示

不一定相同。如無(wú)機(jī)苯和吡啶中的氮原子,其雜化軌道示意圖分別為:模型應(yīng)用2

分析大π鍵對(duì)鍵參數(shù)的影響例2(1)(2023·山東卷,16)ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵()。ClO2中Cl原子的軌道雜化方式為

;O—Cl—O鍵角

(填“>”“<”或“=”)Cl—O—Cl鍵角。比較ClO2與Cl2O中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng)并說明原因:

。ClO2分子中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng)小于Cl2O中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng),其原因是:ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng)較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵

sp2>(2)(2022·全國(guó)乙卷)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl鍵長(zhǎng)的順序是

,理由:(ⅰ)C的雜化軌道中s成分越多,形成的C—Cl鍵越強(qiáng);(ⅱ)

。

[已知一氯乙烯(C2H3Cl)分子中,Cl的3pz軌道與C的2pz軌道形成3中心4電子的大π鍵()]一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔Cl原子參與形成的大π鍵越多,形成的C—Cl鍵長(zhǎng)越短

解析

(1)ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結(jié)構(gòu),但ClO2中存在大π鍵()。由ClO2中存在

可以推斷,其中Cl原子只能提供1對(duì)電子,有一個(gè)O原子提供1個(gè)電子,另一個(gè)O原子提供1對(duì)電子,這5個(gè)電子處于互相平行的p軌道中形成大π鍵,Cl提供孤電子對(duì)與其中一個(gè)O形成配位鍵,與另一個(gè)O形成的是普通的共價(jià)鍵(σ鍵,這個(gè)O只提供了一個(gè)電子參與形成大π鍵),Cl的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3,則Cl原子的軌道雜化方式為sp2;Cl2O中心原子為O,根據(jù)價(jià)層電子對(duì)的計(jì)算公式可知n=2+(6-2×1)=4,因此,O的雜化方式為sp3;根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可知,n=4時(shí),價(jià)電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體,n=3時(shí),價(jià)電子對(duì)的空間結(jié)構(gòu)為平面正三角形,sp2雜化的鍵角一定大于sp3的,因此,雖然ClO2和Cl2O均為V形結(jié)構(gòu),但O—Cl—O鍵角大于Cl—O—Cl鍵角,孤電子對(duì)對(duì)成鍵電子對(duì)的排斥作用也改變不了這個(gè)結(jié)論。ClO2分子中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng)小于Cl2O中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng),其原因是:ClO2分子中既存在σ鍵,又存在大π鍵,原子軌道重疊的程度較大,因此其中Cl—O鍵的鍵長(zhǎng)較小,而Cl2O只存在普通的σ鍵。(2)三種分子中,形成C—Cl鍵的原子相同,鍵長(zhǎng)取