基于高考試題中大π鍵問題的探究

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

關鍵詞： 大π鍵;價鍵理論;價電子數

一、 引言

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

二、 理論構建

（一） 介紹σ鍵、π鍵

在人教版選修三《物質結構與性質》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，n代表參與形成大π鍵的電子數。

（三） 構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n，應小于參與形成大π鍵的原子個數m的2倍，我們把這樣的大π鍵表示為Πnm。

我們將微粒結構分為兩種類型：

1. 多原子的平面結構（原子數>3）

研究時主要需弄清楚參加的原子形成的σ鍵數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。若未達到所成σ鍵數目要求，這樣的原子提供1個電子參與大π鍵;若恰好達到所成σ鍵數目要求，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鍵數目超過所需數目，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目即可。若微粒是離子，要相應地加減所帶電荷。

2. V型，或直線型結構（原子數=3）

V型微粒討論方式與第一種情況基本相似，也有比較復雜的微粒如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，未達到成鍵數目的要求，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，恰好達到成鍵數目的要求，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，未達到成鍵數目的要求，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鍵應表示為Π65。

五、 總結提升

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生的負擔，又沒有違背科學的理論基礎，有效地提高了學生認知大π鍵的能力，達到解決高考問題的目的。

參考文獻：

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[3]謝成根.NO2分子中離域π鍵的討論[J].六安師專學報，1996（4）.

作者簡介：

郭文斌，安徽省宣城市，宣城中學。