基于高考試題中大π鍵問題的探究

摘 要： 高考試題中出現(xiàn)了一些陌生物質(zhì)的大π鍵考查，本文以價鍵理論為基礎(chǔ)，通過研究價電子數(shù)目變化確定參與形成大π鍵的電子總數(shù)。該方法有效解決了學(xué)生對陌生物質(zhì)的認(rèn)知不清的問題，簡化學(xué)生分析過程，達(dá)到快速解題的目的。在高中教學(xué)中有很好的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞： 大π鍵;價鍵理論;價電子數(shù)

一、 引言

在2017年高考新課標(biāo)2卷中出現(xiàn)了一個陌生離子大π鍵的考查。筆者發(fā)現(xiàn)近年高考模擬中也陸續(xù)出現(xiàn)了一些關(guān)于大π鍵的問題，特別是基于一些陌生物質(zhì)的考查，學(xué)生往往無從下筆，本文筆者嘗試用一種簡單的方法討論基本物質(zhì)的大π鍵問題。幫助高中學(xué)生和教師解決關(guān)于大π鍵考查的問題，達(dá)到提高解題速度和正確率的目的。

二、 理論構(gòu)建

（一） 介紹σ鍵、π鍵

在人教版選修三《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》教材中，對于σ鍵、π鍵有著簡單的介紹。把兩原子間共價鍵以“頭碰頭”的形式成鍵，定義為σ鍵，兩原子間共價鍵以“肩并肩”的形式成鍵，定義為π鍵。

（二） 介紹一般大π鍵的形成過程

大π鍵，則是指兩個以上的原子處于同一個平面，存在平行的p軌道，進(jìn)行“肩并肩”重疊形成的共價鍵。高中階段大π鍵用符號Πnm表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)。

（三） 構(gòu)建新的解決問題辦法

大π鍵的形成要求是：參與形成大π鍵的原子處于同一個平面，而且每個原子都有垂直于平面、相互平行的p軌道;參與形成大π鍵的電子數(shù)n，應(yīng)小于參與形成大π鍵的原子個數(shù)m的2倍，我們把這樣的大π鍵表示為Πnm。

我們將微粒結(jié)構(gòu)分為兩種類型：

1. 多原子的平面結(jié)構(gòu)（原子數(shù)>3）

研究時主要需弄清楚參加的原子形成的σ鍵數(shù)目是否符合價鍵理論，即：F、Cl等成1個σ鍵;O、S等成2個σ鍵;N、P等成3個σ鍵;C、Si等成4個σ鍵;B、Al等成3個σ鍵。若未達(dá)到所成σ鍵數(shù)目要求，這樣的原子提供1個電子參與大π鍵;若恰好達(dá)到所成σ鍵數(shù)目要求，這樣的原子提供0個或者2個電子參與大π鍵（成σ鍵后無價電子的提供0個電子，成σ鍵后存在孤電子對的提供2個電子）;若所成σ鍵數(shù)目超過所需數(shù)目，則存在配位鍵，中心原子不考慮配位鍵，直接研究大π鍵，配位原子注意剩余的孤電子對數(shù)目即可。若微粒是離子，要相應(yīng)地加減所帶電荷。

2. V型，或直線型結(jié)構(gòu)（原子數(shù)=3）

V型微粒討論方式與第一種情況基本相似，也有比較復(fù)雜的微粒如NO2。直線型分子，因其參與成鍵的原子多余的兩個p都可以處于平行位置，往往存在兩個大π鍵。其他討論方法如上。

三、 例題展示

我們結(jié)合一些具體的示例，來研究大π鍵。

每個C原子形成3個σ鍵，未達(dá)到成鍵數(shù)目的要求，每個C原子提供1個電子參與形成大π鍵，N1原子形成3個σ鍵，恰好達(dá)到成鍵數(shù)目的要求，N1原子提供2個電子參與形成大π鍵，N2原子形成2個σ鍵，未達(dá)到成鍵數(shù)目的要求，N2原子提供1個電子參與形成大π鍵。所以咪唑分子中的大π鍵應(yīng)表示為Π65。

五、 總結(jié)提升

在高中階段，使用這種討論大π鍵的方法，極大程度的減輕了教師和學(xué)生的負(fù)擔(dān)，又沒有違背科學(xué)的理論基礎(chǔ)，有效地提高了學(xué)生認(rèn)知大π鍵的能力，達(dá)到解決高考問題的目的。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

郭文斌，安徽省宣城市，宣城中學(xué)。