浅谈大π键在高考中的考查及应对策略

《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》提出,化学学科学业质量水平考试的命题要“以核心素养为测试宗旨、以真实情境为测试载体、以实际问题为测试任务、以化学知识为解决问题的工具”,遵循“科学、原创、公平”的命题原则.

增进化学学科理解 提升教学驾驭能力——基于“大π键”概念的关联教学

新课程的实施,对物质结构、反应原理以及无机物、有机物的教学提出了新的教学要求,碎片化的知识与教学内容给很多教师的教学造成了困惑。本文基于学科概念“大π键”,运用“相应说明与示例”探讨模块关联教学的策略,整合碎片化的知识与教学内容,阐述了教师增进学科理解,提升教学驾驭能力的意义。

构建“三步法”模型解决大π键问题

共价键按电子云的重叠方式分为“头碰头”重叠的σ键和“肩并肩”重叠的π键(如图1).2个成键原子之间有且仅有1根σ键,其余的为π键.人教版教材中有关π键的介绍出现在选择性必修3《有机化学基础》和选择性必修2《物质结构与性质》中,而有关大π键的判断除了苯环外无其他系统的介绍.

离域π键和有关无机分子的结构

在共价型多原子分子中,往往存在一种不局限于两个原子之间的兀型化学键,它贯穿分子骨架,我们称为多原子π键,或离域π键或大π键,在有机化学中也称共轭π键。通常,一般著作及教科书中对大π健的形成均是这样描述的:成键原子位于同一平面且各自有垂直于该平面而互相平行的p轨道,这些p轨道连贯重叠在一起,p电子在多个原子问运动,形成z型化学键;形成该化学键的电子总数小于p轨道数的两倍.无疑这些p轨道连贯重叠在一起,可使电子的活动区域加大,出现离域能,降低体系的能量。

金属有机化合物中二级化学键的理论研究(Ⅱ) ——苯环共轭π键与Hg形成的二级化学键

根据实验数据分析,指出在芳基取代烷基汞分子中存在着Hg的空6p_x轨道与苯环共轭π键形成的弱二级化学键。应用分子力学以及MNDO方法对分子进行计算,从理论上证明了上述结论的正确性。

一种主族元素小分子或离子中π键的判断

介绍一种判断主族小分子或离子中π键种类及数目的方法

NO_2大π键量子化学研究

用量子化学从头算MP2、QCISD、CCSD方法结合6-311++G(3df,3pd)基组的计算水平以及休克尔分子轨道(HMO)理论对基态NO2大π键进行了研究。结果显示,基态NO2中氮原子接近sp2杂化。未参与成键的杂化轨道电子占据数约为0.99。大π键中成键电子和反键电子总数均约为3.62;,而自然键轨道(NBO)理论计算出NO2分子中存在3中心4电子大π键,参与离域的电子总数约为3.98;HMO法计算表明,具有Π43键的NO2分子比存在Π33键的NO2分子能量低187.855 kJ/mol。故基态NO2分子中存在Π34键的说法更合理。

确定分子中离域π键πn^m的方法

讨论了确定分子中离域π键πn^m的方法,并利用该方法研究了直线形、弯曲形、平面三角形、单环共轭及多环共轭分子中的离域π键。对于NO2形成π3^4、C3分子形成2π3^2的原因进行了解释,对环状C18分子中的离域π键也进行了分析。

CO_2离域π键的浅析

判断分子是否具有离域π键及π键的类型,是普通化学和结构化学课程教学的基本内容之一,而CO2是其中较典型的具有多电子大π键的无机物分子,可形成两个互相垂直的π34键。笔者在教学中发现,一些同学会提出这样一个问题:为什么CO2是形成2π34（式（a））,而不是π35和π33（式（b））离域键?从p轨道电子在离域π轨道上的排布方式来看,后者似乎也是合理的。本文认为,这一问题可从以下几方面得以解释。

CO_2稳定性与π键结构关系的探讨

根据休克尔分子轨道理论 ,对CO2 分子π分子轨道进行组建 ,并获得相应的轨道能级。通过对CO2 分子中组态 2π4 3、(π53和π33)及 2π22 的能量上的稳定性、对应键级、分子磁性及化学性质等方面进行比较 ,得出CO2 分子形成两个π4 3键使体系的能量降低最多 。

普通高中化学课程中“σ键与π键”的教材分析及教学建议

“σ键与π键”是高中化学《物质结构与性质》模块部分的重要内容,通过对不同版本教材中相关内容的对比分析,提出适当的教学建议。

促进剂分子中共轭π键对细胞色素c电化学的影响

比较了具有单功能基团的共轭有机小分子噻吩和四氢噻吩对细胞色素ｃ直接电化学反应的促进作用。发现四氢噻吩不能加速细胞色素ｃ的直接电化学反应。而噻吩是一种很好的促进剂。表明噻吩分子中的共轭π键在加速细胞色素ｃ的电子传递过程中起着重要作用。

离域π键的形成对物质性质的影响

通过结构分析的方法,分析讨论离域π键形成的机理和形成离域π键必须满足的客观条件.运用典型的事例介绍物质在形成离域π键时所引起的物理或化学性质的改变,并通过物质结构知识解释了这些性质改变的根本原因.

累积烯烃及交替炔烃中的共轭π键

量子化学计算表明 ,累积烯烃和交替炔烃中的π键不是孤立的 ,而是离域的 ,可形成σ π和π

对离域π键类型判断方法的探索

提出了一种具体、简易的判断分子(或离子)中离域π键类型的方法,并结合实例描述了应用此方法判断离域π键类型的基本步骤。应用此方法对多种分子(或离子)中离域π键类型进行解析,所得结果与教材和文献中一致,展示了该方法良好的实效性。

浅谈离域π键的形成条件

本文讨论了p—pπ共轭,d—pπ共轭,σ—π共轭及C_60中的球形大π键的形成,指出不能把一般平面形离域π键的形成条件绝对化,是否形成离域π键,主要看是否出现共轭效应所应具有的性质。

π键的共轭作用及其对分子构型的影响例析

从一道有关血红素结构的高考模拟试题入手,指出根据路易斯结构式和VSEPR模型判断分子结构及氮的杂化方式时会得出错误答案。只有充分考虑到双键之间的π-π共轭以及孤对电子与双键间的p-π共轭,才能合理地解释血红素的结构特点。

从二周期元素的特点谈化合物分子中的大π键

第二周期的七个元素（指 Li、Be、B、C、N、O、F）与同族各元素比较时,有半径小、无 d 轨道,最高配位数即 C、Nmax=4等特点.因此,在二周期各元素原子间形成的化合物中,除 LiF、Li2O 是离子型化合物外,其余 Be、B、C、N、O 之间形成的化合物,多系共价型化合物,又由于在这些化合物中,存在较强的 p-pπ键,多重键的小分子如 N2、O2等也是常见的.鉴于上述,二周期元素原子间,特别是三原子化合物中,存在多重键是显而易见的.然多重键中的大π键,究竟对化合物形成、结构有何作用,这正是本文要述说的.

无机三原子分子的离域π键和分子结构

本文探讨了用群论和Huckel分子轨道法半定量处理无机三原子分子（或离子）的离域π健，求出它们的π分子轨道能级，并讨论它们的稳定结构及对分子磁性的解释。

AB_n型分子或离子中离域π键的讨论

详细讨论了分子中存在离域π键的3个条件和推断分子中离域π键存在形式的3个步骤,同时介绍了原子不共平面时,"离域π键"存在的可能性。文中大量的实例和讨论,有助于读者全面掌握"离域π键"这一知识点。