乙烯常见分子的大π键平面上兀电子云为0,这个面称为什么

电子云是处于一定空间运动状态嘚电子再原子核外空间的概论密度分布的形象化描述球面以外,电子出现的概率小但不为零。A不正确σ键是轴对称,而π键是镜面对稱,B不正确电子运动状态由能层、能级、电子云的空间伸展方向、电子的自旋状态四个方面来描述,C不正确所以选项D正确,答案选D

sp2杂化轨道的电子云形状与sp3杂化轨噵相似但sp2 杂化轨道是3个,它们处在同一平面上并指向正三角形的3个顶点,夹角为120°。这个角度是由量子化学推算出来的。

在乙烯常见汾子的大π键中,由于碳原子的3个sp2杂化轨道跟不同的原子(C或H)成键因此,键角就不完全相等根据实验测定,乙烯常见分子的大π键的H—C—H键角是116°,而 2个C-C-H键角是122°。

乙烯常见分子的大π键中,构成π键的电子就称为π电子,π键的电子云呈块状分布在σ键对称轴所在平面的上下,上述平面为π键的对称面。

乙 烯·资料·σ键和π键的区别

由于σ键和π键形成方式不同所以大致有如下区别:

烯烃的加成反应,发生茬 上这是由于π键的键能较小,很容易进行多种加成反应,例如,加卤素、加卤化氢、加水以及加氢等。这种反应历程同前面介绍的甲烷卤化反应的自由基反应历程不同,是另一种类型的反应,即离子型反应常称为离子反应。例如在乙烯加溴反应中,溴常见分子的大π键因异裂而成离子。反应的历程是:反应物中的加成试剂(如卤素、卤化氢等)首先离解为各种不同的正离子,向着 上的电子云密度比较大的位置上(常以δ-表示)进攻从而破坏了 中的π-键,使得原来双键上的另一个碳原子带有完整的正电荷这便是活性中间体之一的碳正离子,隨后碳正离子跟原来试剂中的负离子结合生成产物如以乙烯加溴的反应为例,这个历程可写成下列过程

在上述决定加溴反应速率的中间步骤中可以看出向乙烯进攻的试剂实际上是缺少电子的正溴离子,它从π键接受电子,这种试剂叫做亲电试剂。因此烯烃的加成反应是一種离子型的亲电加成反应

可是实际上并不是这样简单,因为Br2中的Br—Br键是典型的共价键要使得它裂开成为Br+和Br-,所需要能量非常大以致於使这个反应实际上不容易进行。然而大家知道溴和乙烯的加成反应是一瞬间完成的,因此我们可以认为:溴常见分子的大π键并不完全离解,而是在溶剂等极性条件的影响下,形成偶极常见分子的大π键 其中的δ+一端跟乙烯双键中的π-电子云从对称平面的上方或下方接菦,形成正碳离子络合物因为这种络合物是 跟;π-键的结合,所以也叫做π-络合物这样,乙烯溴化反应的历程应该用下列步骤表示(见丅页):

这种历程有几个特点:①这个历程首先是正离子性的试剂进攻;②反应是分步进行的;③Br-跟正碳离子的结合和Br+的进攻方向相反这些特点,都有充分的实验证据现分述如下:

(1)在Br2的NaCl溶液或NaI溶液中,通入乙烯时除生成大量的1,

地说明反应是分步进行的而且首先是正電性的进攻,因为这时的氯和碘都是以Cl-或I-的形式存在的

带有较多的负电荷,因此由地静电排斥的关系,Br-的结合不可能跟Br+开始进攻时的方向相同这种加成的方式叫做反式加成。

除了加溴以外乙烯跟Cl2、HX和H2O的加成,一般都是这种离子型的正离子首先进攻的亲电反式加成历程唯有加H2的反应例外,因乙烯的氢化反应是催化氢化即要在催化剂——铂或钯等的作用下,降低活化能加氢反应才容易进行(图4-5)。

由於固态催化剂的应用反应历程当然不同。在这反应里氢常见分子的大π键和乙烯常见分子的大π键都被吸附在面积极大的金属粉末的表媔上。氢常见分子的大π键在催化剂上发生键的断裂,形成活泼的氢原子,氢原子跟双键的碳原子结合,形成碳游离基,它再跟氢原子结合形成烷烃。近年来还发展了一类均相的金属络离子作为加氢的催化剂

催化加氢反应是可逆的,在一定条件下如较高温度,这些催化剂吔可以作为去氢反应的催化剂

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在三个O原子之间还存在着一个垂直于常见分子的大π键平面的三中心四电子的离域的π键(π34)這个离域的π键是由角顶O原子提供2个π电子,另外两个O原子各提供1个π电子形成的。

角顶O原子除与另外两个O原子生成两个σ键外,还有一对孤电子对。另外两个O原子分别各有两对孤电子对。

当两个原子的轨道(p轨道)从垂直于成键原子的核间连线的方向接近,发生电子云重疊而成键这样形成的共价键称为π键。π键通常伴随σ键出现,π键的电子云分布在σ键的上下方。σ键的电子被紧紧地定域在成键的两个原孓之间,π键的电子相反,它可以在常见分子的大π键中自由移动并且常常分布于若干原子之间。

如果常见分子的大π键为共轭的π键体系则π电子分布于形成常见分子的大π键的各个原子上,这种π电子称为离域π电子π轨道称为离域轨道。某些环状有机物中,共轭π键延伸箌整个常见分子的大π键,例如多环芳烃就具有这种特性。

(1)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。

(2)从原子轨道重叠程度来看, π键 的 重 叠 程 度 要 比σ 键 的 重 叠 程 度 小 因 此π 键的键能要小于σ 键的键能,所 以 键 的 稳 定 性 低 于σ 键,键电子比σ 键电子活泼,是化学反應的积极参与者

(3)当两个原子形成共价单键时,原子轨道总是沿键轴方向达到最大程度的重叠,所以单键都是σ键;形成共价双键时有┅个σ键和一个π 键 ;形成共价叁键时 ,有一个σ 键和两 个 TT键。

气态的SO3常见分子的大π键是平面三角形,中心S为sp2杂化三个杂化轨道分别与三个氧成σ

键,其中一个是由氧提供两个电子对反馈键

而S的剩余p轨道可与三个氧的一个P轨道平行,能形成离域大π键,其中S提供两个电子與S以反馈键相连的O提供两个电子,另两个O各提供一个电子形成一个∏4-6的大∏键,或叫大∏常见分子的大π键轨道。

O3常见分子的大π键中,O原子采取sp2杂化角顶O原子除与另外两个O原子生成两个σ键外,还有一对孤电子对。另外两个O原子分别各有两对孤电子对。在三个O原子之间还存在着一个垂直于常见分子的大π键平面的三中心四电子的离域的π键(π34),这个离域的π键是由角顶O原子提供2个π电子,另外两个O原子各提供1个π电子形成的。由于三个O原子上孤电子对相互排斥,使

π键:另外三个电子与三个氧的孤电子形成大π键:π4,6

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