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中心氮原子的杂化 方式为什么不是SP3

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:化学作业 时间:2024/05/19 12:46:09
中心氮原子的杂化 方式为什么不是SP3
(4)该分子中sp杂化的N原子有 1 个;sp2杂化 9 个;sp3杂化 0 个.
这是某高考模拟,很多竞赛上也有.所有答案上都这么说,我想问怎么解释?
我的一般认识是这样的:孤电子对数加上 σ 键 数目 就是 杂化轨道数 然后根据 SP 2个杂化轨道,SP2:3个杂化轨道 SP3 4个杂化轨道 如此判断杂化方式,普遍适用啊,有什么要注意的?有何偏差,求教.
原题 2001年是伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰泡林(Linus Pauling)教授诞辰100周年(1901~1994).1994年这位世纪老人谢世,人们打开他的办公室,发现里面有一块黑板,画得满满的,其中一个结构式如图所示.老人为什么画这个结构式?它是生命前物质?它能合成吗?它有什么性质?不得而知.这是泡林留给世人的一个谜.也许这是永远无法解开的谜;也许你有朝一日能解开它.不管结果如何,让我们先对这个结构作一番考察:
(1)它的分子式是什么?
(2)它的所有原子是否处于同一个平面上?
(3)它是否带有电荷?
(4)该分子中sp杂化的N原子有 个;sp2杂化 个;sp3杂化 个.
(5)为什么人们猜它是炸药?
1、C6H2O2N10(+)
2、不会在同一个平面上;因为最中心的N原子是sp3杂化;
3、带一个正电荷,否则无法解释N=N=N中的中心N的成键;
4、sp 1 sp2 8 sp3 1
5、有两个位置可以看出它的稳定性不高:一个是中心N的sp3杂化,引起的N原子不共面,另一个是N=N=N位置的叠氮,应该是人们猜它是炸药的原因;但我不看好它是炸药,即使用作炸药威力也十分有限,理由是成份中没有氧化剂基团,不安定基团所占比例太少.
再问: 我觉得您的回答比较有道理。 想请教下如何判断共轭? 有些 书 经常提 离域π键 或者 3中心四电子 这样的情况,这是怎么构成的?有例子的话更好咯~谢啦
再答: 离域π键也称大π键,参与成键的原子有两个以上(通常的共价键只是两个原子间的相互作用,成键电子仅在两个原子的原子核附近运动,这种键称为定域键),有几个原子称几中心,大π键中有几个电子称几电子键。大π键中的电子为所有参与成键的原子共有,成键电子可以在所有成键原子的核外附近运动(而不仅局限在某两个原子核附近运动,这种现象称为离域,电子离域后对成键的若干原子核的引力增大,系统总能量降低,有利于分子的稳定)。 形成大π键的条件是对称性匹配,并且成键原子间距离足够小。例如本例中C=N双键中的π键轨道垂直于xoy平面(本例中中心N假定是sp2杂化的话,则所有CNO原子共面,该面定义为xoy面),而中心N上未杂化的pz轨道上的孤对电子与C=N双键中的π键轨道平行,且仅相距一个σ键,二者可以发生“肩并肩”重叠,形成大π键(轨道)。该分子中除H以外所有原子均符合上述形成大π键的条件,因此将形成19中心大π键。原本局限于中心N附近的孤对电子离域后,运动遍及整个分子,有利于增强各原子间的引力(减小各原子核间的斥力),使分子相对稳定存在。 如果上述例子觉得比较复杂,可以考虑一个简单的例子:1,3-丁二烯,或苯。楼主可参考http://baike.baidu.com/view/426075.htm?wtp=tt http://baike.baidu.com/view/31340.htm 如仍有不明欢迎追问。