Σ键和π键成键数目巧判断

摘要：共价键理论中，根据原子轨道最大重叠原理，成键时轨道之间有两种不同的重叠方式，从而形成两种类型的共价键，对于含有单的s电子或单的p电子的原子，它们可以通过s-s、s-px、px-px、py-py、pz-pz 等轨道重叠形成共价键。

关键词：重叠 共价键；巧判断

理论分析：共价键理论中，根据原子轨道最大重叠原理，成键时轨道之间有两种不同的重叠方式，从而形成两种类型的共价键——σ键和π键。σ键——以“头碰头” 方式进行重叠，轨道的重叠部分沿键轴呈圆柱形对称分布，原子轨道间以重叠方式形成的共价键，π键——原子轨道中两个互相平行的轨道如py或pz 以“肩并肩” 方式进行重叠，轨道的重叠部分垂直于键轴并呈镜面反对称分布（原子轨道在镜面两边波的瓣符号相反），而形成的共价键。

成键分析：对于含有单的s电子或单的p电子的原子，它们可以通过s-s、s-px、px-px、py-py、pz-pz 等轨道重叠形成共价键。为了达到原子轨道最大程度重叠，其中s-s、s-px 和px-px 轨道沿着键轴即成键两原子核间的连线形成的共价键，这种共价键为σ键。当py-py 、pz-pz以“肩并肩” 方式进行重叠时，也可形成共价键， 这种共价键为π键。当两个原子之间形成1个σ键后，剩余轨道不可能以“头碰头” 方式进行重叠，只能以“肩并肩” 方式进行重叠形成π键。

结论：共价单键是σ键，共价双键有一个σ键，π键，共价三键由一个σ键，两个π键组成。

应用：N原子的电子组态为1s22s22p1x2p1y2p1z，其中3个单电子分别占据3个互相垂直的p轨道。当两个N原子结合成N2分子时，各以1个px 轨道沿键轴以“头碰头”方式重叠形成1个σ键后，余下的 2个2py 和2个2pz 轨道只能以“肩并肩”方式进行重叠，形成2个π键。所以，N2 分子中有1个σ键和2个π键，其分子表示。反过来，如果我们知道N2 分子的结构式NN，则可判断分子中有1个σ键和2个π键。

练习：

1、HCN 分子中σ键比π键数目比为 。

[解析]：HCN 分子的结构式H—CN，一个单键即是一个σ键 ，一个三键有一个σ键，二个π键 ，所以σ键比π键数目比为1：1。

2、H—CC—COOH中有 个σ键，有 个π键。

[解析]：H—CC—COOH的结构式为，一个单键即是一个σ键 ，一个是双键有一个σ键，一个π键 ，一个三键有一个σ键，二个π键 ，所以共有6个σ键，有3个π键。

3、苯分子中有 个σ键，有 个π键。

[解析]：苯分子中碳原子是sp2杂化， H—C形成头碰头的σ键，每个碳原子与相邻两个碳原子之间的C—C形成的也是σ键，而每个碳原子p轨道上还剩余一个电子，形成一个π66的大π键。所以苯分子中有12个σ键，有1个π键。（作者单位：河北磁县第一中学）