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  • 1 # n方法方

    你學過原子中電子的四個量子數嗎?學過的先看第一段,沒學過直接看第二段,至於第三段嘛,你就看著辦吧。

    原子與原子之間透過共用電子對形成共價鍵(西格碼鍵、派鍵、大派鍵等),高中競賽主要討論角量子數為0(s)、1(p)、2(d)的電子,這裡先只講s電子與p電子。s電子與s電子、s電子與p電子所成的都是西格碼鍵。由於三個p軌道成空間正交直角分佈,所以當兩個原子均以p電子成鍵時,只有一對p電子能以“頭碰頭”的方式讓電子雲重疊最大,從而形成西格碼鍵。而如果另外兩對p電子也要成鍵的話,只能以平行軌道的方式讓電子雲重疊,但這種方法所成的鍵重疊部分較小,鍵能較低,不如西格碼鍵穩定,這就是派鍵。比如,乙烯中兩個C原子之間就形成了一個西格碼鍵和一個派鍵。如果有大於2個的軌道互相平行的p電子共同成鍵的話,那麼所有的p電子就共同形成一個大派鍵,此時所有p電子游走於所有的成鍵軌道中。比如,苯的六個C原子形成六個西格碼鍵後,還有六個軌道平行的p電子,它們形成一個∏66大派鍵(注意,前一個6是上標,代表6個共用的電子,後一個6是下標,代表有6個原子提供軌道。上標的最大值是下標乘以2再減1),所以苯的大派鍵是6個原子共用6個電子。大派鍵的形成讓體系的能量降低,分子趨於穩定,因此,苯比乙烯穩定。

    簡單地來說,兩個原子之間形成共價鍵時有且只有一個西格碼鍵,其他的都是派鍵。當多個原子共同形成一個鍵時則形成大派鍵,大派鍵可視為多個原子共用多個電子。西格碼鍵比派鍵穩定。大派鍵其實是一種特殊的派鍵,它能明顯地讓分子趨於穩定。

    高中競賽中西格碼鍵和派鍵是基礎,大派鍵是重點。下面舉出幾種典型分子的成鍵狀況,如果你全能理解,在這方面就沒什麼大問題了

    甲烷4個西格碼鍵(其中包含4個碳氫鍵)

    乙烯5個西格碼鍵(其中包含4個碳氫鍵)1個派鍵

    乙炔3個西格碼鍵(其中包含2個碳氫鍵)2個派鍵

    苯12個西格碼鍵(其中包含6個碳氫鍵)1個∏66大派鍵

    1,3-丁二烯(其中包含6個碳氫鍵)9個西格碼鍵1個∏44大派鍵

    氧氣1個西格碼鍵2個π32派鍵

    臭氧2個西格碼鍵1個∏43大派鍵

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