第2章 10-重难点突破5 大π键的形成和π电子数的计算(PPT版)-【满分思维】2026-2027学年高中化学选择性必修二配套课件（人教版）

重难点突破5 大π键的形成和 π电子数的计算 1 类型一 无机分子中的大键 类型二 有机分子中的大键 ◆ 课后习题 2 1.大<m></m>键的定义 在多原子分子中有相互平行的<m></m>轨道，它们连贯、重叠在一起，构成 一个整体，<m></m>电子在多个原子间运动，像这样，不局限在两个原子之 间的<m></m>键称为离域<m></m>键或共轭大<m></m>键，简称大<m></m> 键。 2.大<m></m> 键的形成条件 (1)3个或3个以上原子才能形成大<m></m>键，这些原子都在同一平面上； (2)这些原子有相互平行的<m></m>轨道<m></m>无<m></m>轨道所以不能形成大<m></m>键)； (3)形成离域<m></m>键的<m></m>轨道上的电子总数小于<m></m>轨道数的2倍。 【知识拓展】 3 3.大<m></m>键的表示方法 <m></m>代表参与形成大<m></m>键的原子数 <m></m>代表参与形成大<m></m>键的电子数 大<m></m>键中<m></m>电子数的计算方法：先确定杂化类型，然后用价电子分 析<m></m>轨道形成大<m></m>键的电子总数。 4 类型一 无机分子中的大 键 臭氧分子中的大 键： 3个氧原子的3个互相垂直的 轨 道在分子平面上下方分别重叠， 两边的各出1个电子，中间的 出1对电子共有4个电子在轨道 上运动，形成大 键。 【解题策略】 5 例1 我国科学家最近成功合成了世界上首个五 氮阴离子盐(用 代表)。 经射线衍射测得化合物 的晶体结构，其局部 结构如图所示。 中阴离子中的键总数为___个。分子中的大键可用符号 表 示，其中代表参与形成大 键的原子数，代表参与形成大 键 的电子数(如苯分子中的大 键可表示为，则中的大 键应表 示为____。 5 【综合应用】 6 [解析] 根据题图，5个氮原子之间形成五元环，则中 键总数为5 个； 中每个氮原子有3个单电子和1个孤电子对，与相邻2个氮原子 各形成1个键，则每个氮原子剩余1个单电子， 本身带1个负电荷， 则的大键应表示为 。 7 例2 ［2023·山东卷节选］中心原子为，中心原子为，二 者均为形结构，但 中存在大键。中 原子的轨道杂 化方式为____；键角___(填“ ”“ ”或“”)键角。 比较 与中 的键长并说明原因: _____________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ _____________ 。 分子中 的键长 小于中的键长，分子中既存在键，又存在大 键， 原子轨道重叠的程度较大，而只存在键，因此中 的 键长较小 8 [解析] 由中存在可以推断，其中 原子提供1对电子，有一个 原子提供1个电子，另一个 原子提供1对电子，这5个电子处于相 互平行的轨道中形成大 键，原子提供孤电子对与其中一个 原 子形成配位键，与另一个原子形成的是普通的共价键 键，这个 原子只提供了一个电子参与形成大 键)，则 原子还有1个孤电子 对，原子的价层电子对数为3，则原子的杂化方式为； 中 心原子为，原子的价层电子对数为 ，有2个孤电子对， 因此，原子的杂化方式为 ， 9 根据价层电子对互斥模型可知，价 层电子对数时，模型为 四面体形，价层电子对数 时，模型为平面三角形，杂化 的键角一定大于 的，因此，虽然和均为形结构，但 键角大于 键角，孤电子对对成键电子对的排斥作 用也改变不了这个结论。 分子中既存在 键，又存在大 键，原子轨道重叠的程度较大， 而 中只存在 键，因此中 的键长较小。 类型二 有机分子中的大 键 1.苯环中的大<m></m>键 苯环中6个C采取<m></m>杂化，6个碳原子共有6个未参与杂化的<m></m>轨道和6 个未成对的<m></m>电子,<m></m>轨道肩并肩重叠，形成了<m></m>大<m></m>键。 【解题策略】 11 2.1，<m></m>丁二烯中的大<m></m>键 每个碳原子有一个未成对的电子，共有4个未成键的 电子4个碳原 子的4个未杂化的轨道,4个电子,形成了一个离域的大键 个电子 在4个轨道上下重叠所形成的大 键里运动 12 13 例3 ［2022·全国乙卷节选］ (1)一氯乙烯分子中，C的一个____杂化轨道与的 轨道 形成___键，并且的轨道与C的 轨道形成3中心4电子的 大键 。 [解析] 一氯乙烯的结构式为 ，存在碳碳双键，碳原子采取 杂化，因此C的一个杂化轨道与的轨道形成 键。 【综合应用】 14 参与形成的 大键越多，形成的的键长越短 (2)一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔 分子 中， 键长的顺序是_______________________________，理由： (ⅰ)C的杂化轨道中成分越多，形成的 越强；(ⅱ)_____________ __________________________________。 一氯乙烷 一氯乙烯 一氯乙炔 15 [解析] C的杂化轨道中成分越多，形成的越强， 的键长 越短，一氯乙烷中碳原子采取杂化，一氯乙烯中碳原子采取 杂化，一氯乙炔中碳原子采取杂化，杂化时成分少， 成分多， 杂化时成分多，成分少，因此三种物质中 键长顺序为一氯 乙烷 一氯乙烯 一氯乙炔，同时参与形成的大 键越多，形成的 的键长越短，一氯乙烯中的轨道与C的 轨道形成3中心 4电子的大键，一氯乙炔中的、 轨道与 C 的、 轨道形成2个3中心4电子的大键 ，因此三种物质中键长顺 序为一氯乙烷 一氯乙烯 一氯乙炔。 16 例4 吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含 有与苯类似的大键，则吡啶中 原子的价层孤电子对占据___(填 标号)。 A.轨道 B.轨道 C.杂化轨道 D. 杂化轨道 D [解析] 吡啶( )替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中 含有与苯类似的大键，则说明吡啶中原子也是采用 杂化，杂 化轨道只用于形成键和容纳孤电子对，则吡啶中 原子的价层孤电 子对占据 杂化轨道。 17 课后习题 1.下列有关苯分子的说法不正确的是( ) A.苯分子中C原子以sp3杂化方式成键,形成的夹角为120°,故为正六边 形的碳环 B.每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道,垂直于碳环平面,相互重 叠,形成大π键 C.大π键中6个电子被6个C原子共用,故称为6中心6电子大π键 D.苯分子中共有十二个原子共面,六个碳碳键完全相同 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 19 [解析] 苯分子中C原子均以sp2杂化方式成键,形成的夹角为120°,为正 六边形的碳环,故A错误; 苯分子中每个碳原子还有一个未参与杂化的2p轨道,该轨道垂直于碳 环平面,轨道相互重叠,形成大π键,故B正确; 大π键中参与的原子和电子情况为6个电子被6个C原子共用,则称为6中 心6电子大π键,故C正确; 苯分子中6个碳原子、6个氢原子共面,且六个碳碳键完全相同,故D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 20 2.近日科学家合成了一种新型芳香族化合物 ， 其结构中含有(平面正六边形，与苯的结构类似)、 (平面正五边 形)以及 。下列说法不正确的是( ) A.氮的原子结构示意图： B. 的电子式： C.和中原子杂化方式均为 D.和中均含有大 键 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 21 [解析] N是7号元素,N原子结构示意图为 ,故A正确; N2的电子式为 ,故B正确; 是平面正六边形,与苯的结构类似,是平面正五边形,若N原子杂 化方式为sp3,不可能形成平面结构,则和中N原子杂化方式不是 sp3,故C错误; 和都是平面的环状结构,类似苯环,则和中含有大π键, 故D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 22 3.离子液体是在室温或接近室温时呈液态的盐类物质，一般由有机阳 离子和无机阴离子构成。咪唑( )分子中所有原子共平面，两种 咪唑类离子液体、 的结构如图所示。下列有关说法正确的是( ) 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 23 A.、的阳离子中两个 原子的杂化方式不同 B.两种咪唑类离子液体的熔点： C.、的阳离子中含有的大键为 D.和 的阳离子中所有原子均满足8电子稳定结构 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 24 [解析] a、b的阳离子中两个N原子的杂化方式均为sp2,A错误; P体积更大,导致离子液体a熔点较低,B错误; 环上的每个C原子与三个原子成键,剩余一个电子,每个N原子与三个原 子成键,剩余1对电子,又失去1个电子形成阳离子,故大π键为,C正确; a和b的阳离子中氢原子不满足8电子稳定结构,D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 25 4.我国科学家首次成功精准合成了和 。下列有关说法正确的是 ( ) A.和均含有大键 B.和 均为共价化合物 C.和互为同分异构体 D.和 均可发生取代反应 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 26 [解析] C10和C14中存在多个相互平行的2p轨道,重叠在一起,形成大π键, 故A正确; C10和C14均为单质,故B错误; C10和C14均为碳元素形成的单质,互为同素异形体,故C错误; C10和C14均可发生加成反应,不能发生取代反应,故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 27 5.将溶于乙基甲基咪唑四氟硼酸盐 后 形成的混合液，能替代锌离子电池中的常规水系电解液，避免水对 锌的腐蚀。 制备原理如下： 表示表示表示表示 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 28 已知 是类似于苯的芳香族化合物。下列说法错误的是( ) A.固态 为离子化合物，含有极性键、非极性键和离子键 B. 分子中的C、 原子均在同一平面 C.和 中B的杂化方式不相同 D. 中存在大 键 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 29 [解析] 从 结构来看，其由离子构成，有离子键，C与C之 间有非极性键，与C之间、C与 之间有极性键，故A正确； 是类似于苯的芳香族化合物，因此该分子中的C、 原子均 在同一平面，故B正确； 中B是杂化，中B是 杂化，二者中B的杂化方式不相同， 故C正确； 分子中 、C均是杂化，其未杂化的 电子参与形成大键，为大 键，故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 30 6.胍( )得到质子后转化为胍阳离子 ， 为平面结构。下列有关说法错误的是( ) A.胍为极性分子 B.胍阳离子中存在大键 C.胍阳离子中C、杂化方式分别为、 D.胍阳离子中键角大于中 键角 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 31 [解析] 胍的结构简式为 ，正负电中心不重合，为极性 分子，A正确； 中碳原子杂化方式为，有1个 轨道未参与杂化， 中原子含有1个孤电子对，大 键是指在多原子分子中，如有相互平 行的 轨道，它们相互重叠在一起构成一个整体，电子在多个原子间 运动形成的 型化学键，胍阳离子中存在大键，B正确； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 32 为平面结构，则中心C原子、 原子的杂化方式均为， C错误； 中原子杂化方式为 ，结合选项C可知，胍阳离子中键 角大于中 键角，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 33 7.由、C、 三种元素组成的一种离子液体，其结构如图所示 (已知：大键可用符号表示，其中代表参与形成大 键的原子数， 代表参与形成大 键的电子数)。下列说法正确的是( ) A.电负性： B.C、原子均采取 杂化 C.离子液体中大键可表示为 D.离子液体中存在 氢键 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 34 [解析] 元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺 序为N>C>H,电负性大小顺序为N>C >H,A错误; 由图可知,离子液体中环上的碳原子的杂化方式为sp2,B错误; 离子液体中环上的碳原子和氮原子的杂化方式都为sp2,碳原子和氮原子 中未参与杂化的p电子形成大π键,C正确; 离子液体中不存在N—H,故不存在 N—H…N氢键,故D错误。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 35 8.以为原料制备为烃基 的反应机理如图所示，下列 说法错误的是( ) A.叠氮酸根离子中存在两套大键，的中心氮原子采用杂化 B.氮原子、、 杂化方式未发生变化 C.分子中 D.若为甲基，则戊的碱性比 强 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 36 [解析] 叠氮酸根离子的中心 原子得到1个电子，则共6个价电子， 中心氮原子为杂化，和周围2个形成2个 键，中心氮原子的剩余 2个未参与杂化的轨道，其中1个轨道的2个电子和周围2个 的各1 个电子形成1个大键，另一个轨道的2个电子也形成1个 大 键，故存在两套大键，A正确； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 37 由图可知，氮原子、、 杂化方式均为，未发生变化，B正确； 分子中与 相连的氮原子上存在1个孤电子对，由于孤电子对对 成键电子对的斥力，使得 ，C错误； 若 为甲基，甲基为推电子基团，使得戊更容易结合氢离子，则戊 的碱性比 强，D正确。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 38 9.常用作检验的试剂，配体的中心 原子的杂化 方式为____，空间结构为_____。大键可用符号 表示，其中代表 参与形成大键的原子数， 为各原子的单电子数(形成键的电子除 外)和得电子数的总和(如苯分子中的大 键可表示为)，则中大 键应表示为____。 形 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 39 [解析] 配体的中心 原子的价层电子对数为 ，且含有一个孤电子对，故中 原子 的杂化方式是，空间结构是形，中参与形成大 键的原子数 为3，中心原子采取 杂化，所以中心原子中有1个孤电子对没有参 与形成大键，则参与形成大 键的电子数为 ，故中大键可表示为 。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 40 10.硼及其化合物广泛应用于超导材料等高新材料领域。 回答下列问题： 的键角______(填“大于”或“小于”) ，原因是_______________ __________________________________。 是缺电子分子，分子中 大键可表示为____(大键可用表示，其中、 分别代表参与形 成大键的原子个数和电子数，如苯分子中大键表示为 )。 大于 中心原子是杂化，分子中心原子为杂化 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 41 [解析] BF3中心B原子的价层电子对数为3,且无孤电子对,中心原子是 sp2杂化,分子空间结构为平面三角形,键角为120°; NH3中心N原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,中心原子为sp3杂 化,分子空间结构为三角锥形,键角为107°,所以BF3的键角大于NH3的 键角; 由于B是缺电子结构,B提供一个未参与杂化的2p轨道,每个F各提供一 个全充满的2p轨道,共有6个电子参与形成大π键,所以成键原子有4个, 形成大π键的电子数为6,可表示为。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 42 11. 只有一种化学环境的氢原子，结构如图 所示，其中的大 键可表示为____(分子中的大键 可用符号表示，其中 代表参与形成的大键 原子数， 代表参与形成的大键电子数，如苯分 子中的大 键可表示为 )。 [解析] N4只有一种化学环境的氢原子,N原子采用sp2杂化,由该离 子带2个单位正电荷,中心的N原子有1个未参与杂化的2p轨道且无电 子,其余N原子各有1个未参与杂化的2p轨道且均含有2个电子,所以其 中的大π键可表示为。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 43 12.在、和 三种分子中，属于极性分子的是_____，多原 子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的轨道，则 电子可在 多个原子间运动，形成“离域 键”，上述三种分子中存在“离域 键”的 是_____。 [解析] 分子中B的价层电子对数为 ，为平面三角形 的非极性分子； 分子中C的价层电子对数为 ，为正四面体形的非极 性分子； 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 44 12.在、和 三种分子中，属于极性分子的是_____，多原 子分子中各原子若在同一平面，且有相互平行的轨道，则 电子可在 多个原子间运动，形成“离域 键”，上述三种分子中存在“离域 键”的 是_____。 分子中 的价层电子对数为 ，有一个孤电子对，为 三角锥形的极性分子； 形成“离域 键”的要求是多原子分子中各原子在同一平面，且有相互 平行的轨道，三种分子里只有为平面三角形，所以存在“离域 键”。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 45 13.已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互 平行的轨道，则电子可在多个原子间运动，形成“离域 键”(或大 键)。大键可用表示，其中、分别代表参与形成大 键的原子 个数和电子数，如苯分子中大键表示为 。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 46 (1)下列微粒中存在“离域 键”的是_____。 A.B. C. D. [解析] 中碳原子均为 杂化，通过碳碳单 键的旋转可以使4个碳原子的轨道相互平行，能形成大 键，A符 合题意； 为四面体形结构，原子不都在同一平面上，B不符合题意； 中氢原子没有轨道，不能形成大键，C不符合题意； 中硫原子为 杂化，原子都在同一平面上且这些原子有相互平行 的轨道，能形成大 键，D符合题意。 AD 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 47 (2)阳离子与的结构相同，均为直线形结构， 中的2个大 键可表示为____。 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 48 $