2.2.4 等电子原理和大π键 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二节 分子的空间结构 第3课时　 等电子原理和大𝞹 键 人教版（2019）化学选择性必修二 第二章 分子结构与性质 等电子原理及应用 1.等电子原理 原子总数相同、价电子总数也相等的分子(或离子)具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理。 2.等电子体 (1)概念 满足等电子原理的分子(或离子)称为等电子体。 (2)性质 互为等电子体的物质具有相似的化学键类型和空间结构，物理性质相近，但其化学性质差别较大。 例如CO和N2互为等电子体，其性质（物理性质）对比如下： 分子 熔点/℃ 沸点/℃ 水溶性（室温） 分子解离能/（KJ/mol） 分子的价电子总数 CO -205 -191.5 难溶于水 1075 10 N2 -210 -196 难溶于水 946 10 3.常见等电子体 等电子体类型 微粒 立体构型 2原子10价电子 CO、N2、C22- 直线形 3原子16价电子 CO2、CS2、N2O、BeCl2、NO2+、SCN－、N3- 直线形 3原子18价电子 SO2、O3、NO2- V形 4原子24价电子 NO3-、CO32-、BF3、SO3 平面三角形 5原子8价电子 CH4、NH4+ 正四面体形 5原子32价电子 SiF4、CCl4、SO42-、SiO44-、PO43- 正四面体形 4原子26价电子 SO32-、PO33-、ClO3- 三角锥形 (2)利用等电子体在性质上的相似性制造新材料 (3)利用等电子原理针对某性质找等电子体 3.等电子原理应用 (1)判断一些简单分子或离子的空间结构 如SO2和O3的原子数目和价电子总数都相等，二者互为等电子体，中心原子都是sp2杂化，都是V形结构。白锡(𝝱-Sn)与锑化铟互为等电子体，它们在低温下都可转变为超导体。 如晶体硅、锗是良好的半导体材料，它们的等电子体AlP、GaAs也都是良好的半导体材料。 变换过程中注意电荷变化，并伴有元素种类的改变 序号 方法 示例 1 2 3 4.确定等电子体的方法 竖换：把同族元素(同族原子价电子数相同)上下交换， 即可得到相应的等电子体 横换：换相邻主族元素，这时候价电子发生变化，再通过得失电子使价电子总数相等 可以将分子变换为离子，也可以将离子变换为分子 CO2与CS2、O3与SO2 N2与CO O3与NO2-、CH4与NH4+ CO与CN－ (2)与SiCl4互为等电子体的离子为______________(任写一种即可)。 (3)CO32-中碳原子的杂化轨道类型是 ,写出一种与CO32-具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式 。(2021·海南卷) (1)(2020·江苏卷)与NH4+互为等电子体的一种分子为 ____ (填化学式)。 CH4或SiH4 SO42-或PO43- sp2 NO3- (4)通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是(　　) A．CH4和NH4+是等电子体，键角均为60° B．NO3-和CO32-是等电子体，均为平面三角形结构 C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 B 三角锥形 平面三角形 正四面体形 O22- N2O4 第四周期第ⅦB族 3d54s2 直线形 CO2 C2H6 大𝞹键 1. 定域π键 (1)概念 (2)形成定域π键的条件 (3)定域π键数目 两个相邻原子的平行p轨道“肩并肩”重叠形成，可描述为双轨道双电子π键。 相邻两个原子提供一个或两个相互平行的未杂化 p 轨道。 共价双键中，1个 p-p π键；共价三键中，2个p-p π键。 2. 离域π键 (1)概念 在一个具有平面结构的多原子分子内，彼此相邻的3个或多个原子中相互平行且未参与杂化的p轨道肩并肩地相互重叠形成的多电子π键，称为大π键。 ①中心原子杂化方式：sp 或 sp2； ②参与形成大π键的多个原子应在同一个平面上； ③参与形成离域π键的原子都必须提供一个或两个相互平行的p轨道 ④p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。 (2)形成离域π键的条件 𝞹 m表示平行p轨道的数目； n表示在平行p轨道里的电子数。m<2n 如𝞹是指平行于p轨道的数目有3个(一般粒子有几个原子，就是几个p轨道),平行p轨道里的电子数为4。 (3)表示方法 在1，3­丁二烯中,每个碳原子均已形成3个σ键，剩余1个电子参与形成大π键，4个平行的p轨道肩并肩重叠形