事先不知道的情況下,考試時怎麼知道三氧化硫有大 鍵?

時間 2021-05-11 20:06:26

1樓:羥基氧

大 π 鍵可以理解為 p-π 共軛和 π-π 共軛形成的新化學鍵。

高中教材認為,兩個原子軌道的電子雲重疊形成共價鍵。其實,π 鍵的電子雲還能與其它的原子軌道肩並肩重疊發生作用,從而形成大 π 鍵(這就是三氧化硫的情況),這叫做 p-π 共軛。而 π-π 共軛則是幾個 π 鍵的電子雲肩並肩重疊作用,形成大 π 鍵(這就是1,3-丁二烯和苯的情況)。

一般的結構式只寫出單雙鍵,沒法描述大 π 鍵,但是我們仍然可以通過它分析分子是否有大 π 鍵。三氧化硫的結構式中,中心 S 與乙個 O 形成共價雙鍵,然後中心 S 與其餘兩個 O 形成配位 σ 鍵:

此時我們會發現,這種平面結構上雙鍵的 π 鍵電子雲和另外兩個接受孤對電子的 O 的 p 軌道電子雲處於同一平面上,可以重疊相互作用(圖),因此形成了大 π 鍵。

雙鍵提供兩個電子,兩個配位 O 提供 2x2=4 個電子,因此三氧化硫形成了四中心六電子的大 π 鍵 。

我們把這種觀念用於考察苯和1,3-丁二烯,苯的凱庫勒式為單雙鍵交替的結構:

因而這三個 π 鍵的電子雲將肩並肩重疊相互作用,形成了六中心六電子的大 π 鍵 。

1,3-丁二烯的兩個 π 鍵的電子雲肩並肩重疊相互作用,形成了四中心四電子的大 π 鍵 。

我們再看看別的分子,比如二氧化碳,二氧化碳的結構式中有兩個雙鍵,它有兩個相互垂直的 π 鍵,每乙個 π 鍵電子雲都可以和對面氧原子的乙個 p 軌道電子雲重疊形成大 π 鍵。因此,二氧化碳有兩個 大 π 鍵 。

練習:二氧化硫有怎樣的大 π 鍵?

練習:苯乙烯有怎樣的大 π 鍵?

以上的大 π 鍵理解方式其實是在傳統價鍵理論的基礎上進行了 p-π 共軛和 π-π 共軛的修正,也是比較容易理解的方式。另外,我們還可以以另外的方式理解大 π 鍵,比如我們可以直接認為,電子雲重疊成鍵不僅僅限於兩個原子軌道,而是可以多個。在苯中,六個垂直於苯環平面的 p 軌道肩並肩重疊形成 大 π 鍵;在三氧化硫中,四個垂直於分子平面的 p 軌道肩並肩重疊形成 大 π 鍵。

對於大 π 鍵的理論解釋要用到分子軌道理論,實際上以上兩種路徑都可以用。

如果採用共軛作用解釋,則是 π 分子軌道組合形成了新的分子軌道,以1,3-丁二烯為例:

如果採用多原子軌道組合解釋,則是這樣的,以苯為例:

但是其實就這道題目而言,並不需要知道三氧化硫有大 π 鍵,答案應該是想問你其中有 σ 鍵和 π 鍵兩種共價鍵。

2樓:化磚渣

首先三個氧分別連硫是可以推斷出來的(氧氧之間相連形成的叫過氧化物)然後三個氧不可能都與硫形成常見的雙鍵(乙個sigma乙個pi)但是肯定至少有乙個sigma鍵,然後你這樣畫出來之後,硫還有三個電子,三個氧各還有乙個p電子,剩下就很好猜了,硫以sp2雜化,雜化軌道上一對電子加兩個單電子,根據對稱性,四個原子在乙個平面上形成六電子的大pi鍵,如果形成的不是平面結構,類似於氨氣分子的四面體結構的話,對稱性下降,電荷分離嚴重,能量公升高,而且不能形成大pi鍵…

等等等等,以上都是扯淡,在事實面前有無數種說法去解釋其正確性,一旦事實被發現是錯的,之前的解釋通通變成特例,就像做磁性實驗之前,氧氣是偶數個電子,沒單電子就是抗磁性,估計大家都這麼想

所以建議買一本大學無機化學書,把常見的一些化合物和離子的結構過一遍,有個印象就行,考試怎麼都不會超出大學課本

3樓:

說乙個不太嚴謹的做法,但我覺得應付高中考試沒問題

畢竟大π鍵不在高中考綱裡

先說明,這個方法有兩個限制條件

1.不能用於中心原子含配位鍵的

2.不能用於中心原子雜化型別無法判斷的,就比如說提問的 (哭了)以及

鑑於大π鍵不在高中考綱裡,所以不怎麼經常見到,所以只能背下來

但其他的絕大部分你在做高中化學要求計算大π鍵的物質會好做一些

比方說硝酸根,碳酸根,二氧化碳,硫酸根這樣的

先上口訣:零零偶二奇一,陰加陽減別拋棄

零零:以原子的價電子數減去成的 鍵數,若等於零,則不提供電子(零個)

偶二:以原子的價電子數減去成的 鍵數,若等於偶數,則提供兩個電子

奇一同理,以原子的價電子數減去成的 鍵數,若等於奇數,則提供乙個電子

這樣子的話把所有電子數都算出來,中性分子不用管,算出來的電子數m寫在 右上,如果是帶有離子的,比如-1價離子,那根據陰加陽減,m加上1後寫在右上

然後看一共幾個原子提供了電子,提供0個電子的不計數,假設說n個原子按照上面的計算方式提供了電子,那n寫在 右下方

以先說苯吧, (角標不太會打,先這樣)

C的價電子是4,減去成了三個 ,剩1,1是奇數,所以提供乙個電子

H的話價電子是1,減去成了乙個,剩0,不提供電子

一共六個C,也就是6個電子,然後提供電子的原子數是六個,所以六電子六中心原子,

再比方說 ,O=S=O

對於O,價電子6, 鍵是1,6-1=5,5是奇數,提供乙個電子

對於S,價電子6, 鍵是2,6-2=4,4是偶數,提供兩個電子

這樣的話兩個O乙個S,沒有正負電荷,2×1+2=4,所以四個電子

然後一共三個原子提供了電子,三個中心,所以說 的大π鍵是

4樓:123123123

想知道為什麼,那你得學好物理。

然後你會發現,現有理論和算力解決不了實際問題。

依然需要看實驗,看經驗規律和引數。

於是——

你開始背起了結論,這就是化學了。

5樓:Studio TBsoft

如果只針對這道題,在中學化學階段,根據基本的「八隅體」原則(最外層電子,包括共用電子對,電子總數為8個時最穩定)也應該可以推測出SO2和SO3中不止一種共價鍵,例如,不考慮離域大π鍵這個概念,要滿足「八隅體」原則,SO2中的兩個硫—氧鍵只能乙個是雙鍵,另乙個是配位鍵,由硫原子單獨提供一對電子與氧原子共用,即:

或者 (用形式電荷表示配位鍵)

否則,如果兩個硫—氧鍵都是雙鍵,則硫原子最外層電子數就超過了8個。但是,實測兩個硫—氧鍵是等同的,因此可以用共振論,將SO2結構看作以下兩種共振極限式的雜化體:

也就是說,即使用簡單的「八隅體」原則和共振論解釋SO2的結構,也可以得出不止一種共價鍵的結論,因為雙鍵中必然存在σ鍵和π鍵。

SO3的結構也是類似的,共振極限式中,乙個硫—氧鍵是雙鍵,其餘兩個硫—氧鍵是配位鍵,這樣所有原子都滿足「八隅體」原則,再加上共振論,寫出三個共振極限式即可。

中學化學中,常見的超價成鍵(中心原子最外層電子數超過8個)物質主要是PCl5和SF6,如果一定要在中學階段解釋,可以用空d軌道參與雜化的理論解釋。

6樓:希望的繼承者

emmm首先,它也算是有大π鍵吧

但是那個空你寫1肯定不行啊

再怎麼說氧想要滿足八電子結構,就必須成雙鍵

這不就有π鍵了?

完全不超綱,也能做對

如果真想知道大π,下面會說,但是這東西不難但是講起來顯得複雜

看的下去可以看,看不下去也無所謂反正這不是高中範圍

至於大π鍵的問題……

你要先明白大π鍵是怎麼回事

(希望下面的內容你能夠認真看下去吧……這部分也不算高中內容了)

先說說經典的苯

苯的結構(畫的好醜)大概是這樣

你要明白一件事,π鍵是在σ鍵形成完,分子雜化型別確定之後(這時候的分子構型已經大概確定)才形成的(當然,因為π鍵之後才形成,所以也可能反過來影響分子構型)

苯的例子就是,每個碳都是成了三個共價鍵,本身已經確定是sp2雜化,但每個碳還剩乙個單電子和乙個未成鍵的p軌道

它當然想和別人組合形成π鍵,但是它和乙烯不一樣:乙烯一共就兩個未成鍵(且相互垂直)的電子雲,正巧離得還近,電子雲有重疊,於是直接形成最基本的π鍵了

但苯,每個未成鍵電子雲都有不止乙個電子雲和他重疊,並且他挨著的兩個電子雲都差不多(圖中因為怕看著太亂,我用虛線連線來表示電子雲的重疊)

於是它想了乙個辦法

只要能連起來的電子雲,大家都組合在一起,變成乙個鍵,不就行了?

於是,因為苯的那些未成鍵的p軌道,因為他們都是連在一起的,所以他們一起成了乙個大π鍵

也正好因為,這個π鍵是首尾相連的,所有位置都一樣沒有頭尾之分,所以這個π鍵是個很規整的圓,六個碳都一樣,於是苯才是正六邊形

上面說的可能很亂,但是大π確實也是這麼來的

那麼,這個如果懂了,三氧化硫也能懂

硫最多成4個鍵,氧最多成2個鍵,但是只看σ鍵的話他們都不滿足,所以剩餘軌道共同成了乙個大π鍵

再次要說幾件事,不過也就算是提個醒,如果具體說的話會很麻煩,不要深究

1.對於硫和氮等原子,有時候分子內不一定滿足八電子結構(可能多可能少),但找大π鍵的時候是不考慮八電子結構的,只需要看「σ鍵滿沒滿」或者說「有沒有多餘的空軌道」

2.大π鍵和穩定性無關,和芳香性無關。苯穩定是因為它的大π鍵滿足休克爾芳香性的規則,所以會讓分子更穩定。但並不是有大π鍵就能讓分子更穩定

7樓:pipedream

這就是化學,在化學里別指望有乙個原理,你學會了就能推導出所有的知識。化學就是把所有的知識點背下來。嫌死記硬背費力,就自己組織知識網,要注意,你自己組織的知識網要隨時校驗更新修正

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