在多原子分子中如有相互平行的p轨道,它们连贯
重叠在一起构成一个整体,p
电子在多个原子间运动形成π型
化学键,这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键,或共轭大π键,简称大π键。
通常指
芳香环的成环
碳各以一个未杂化的2p轨道,彼此侧向重叠而形成的一种封闭共轭π键。
例如,苯的
分子结构是六个碳原子都以
杂化轨道结合成一个处于同一平面的正六边形,每个碳原子上余下的未参加杂化的p轨道,由于都处于垂直于苯分子形成的平面而平行,因此所有p轨道之间,都可以相互
重叠而形成以下图式:
苯的大π键是平均分布在六个碳原子上,所以苯分子中每个碳碳键的键长和
键能是
相等的。
又如,1,3-
丁二烯分子式为。4个
碳均与3个原子相邻,故采用 杂化。这些杂化轨道相互重叠,形成分子σ
BOBBIN,故所有原子处于同一平面。每个碳原子还有一个未参与杂化的p轨道,垂直于分子平面,每个p轨道里面有一个
电子,故
丁二烯分子中存在一个“4轨道4电子”的p-p大π键。通常用来表示,其中a为平行的p轨道的数目,b表示平行p轨道里电子数。
当然,
无机化合物中也存在这样的π键,例如:(
二氧化碳)的中心原子c采取sp杂化(两条不满的p轨道),而且氧原子也有不成对的p电子,这三个原子中就在两个方向上形成了各有四个电子的两个离域π键
离域π键:在这类分子中,参与
共轭体系的所有π
电子的游动不局限在两个
碳之间,而是扩展到组成共轭体系的所有碳原子之间。这种现象叫做离域。共轭π键也叫离域键或非定域键。由于共轭π 键的离域作用,当分子中任何一个组成共轭体系的
原子受外界试剂作用时,它会立即影响到体系的其它部分。共轭分子的共轭π键或离域键是化学反应的核心部位。
定域π键:
有机化合物中只包含 σ 键和孤立π 键的分子称为非共轭分子。这些σ 键和孤立π 键,习惯地被看成是定域键,即组成σ 键的一对σ
电子和孤立π 键中一对π 电子近似于成对地固定在成键原子之间。这样的键叫做定域键。例如,分子的任何一个C-Hσ 键和分子的π 键,其电子运动都局限在两个成键
原子之间,都是定域键。