求教高手关于二氧化氮中的大π键，在线等…
我现在知道的是：NO2中N采取SP2杂化，三个杂化轨道中有两个与氧原子形成σ键，另外有一个大π键。问题是：这个大π键内究竟有3个电子还是4个电子？我看过一些资料，有说是3...
我现在知道的是：NO2中N采取SP2杂化，三个杂化轨道中有两个与氧原子形成σ键，另外有一个大π键。
问题是：这个大π键内究竟有3个电子还是4个电子？我看过一些资料，有说是3个的，有说是4个的，说4个的更多一些，而且我们的教材上也是这么说的。
如果这个大π键内有4个电子，那么，就有一对孤对电子未参与杂化即NO2中N采取SP2等性杂化，每个SP2轨道上有一个电子（这样需要将一个S轨道上的电子激发到P轨道），其中一个未参与成键。
但是，我在想如果N采取SP2不等性杂化又怎样呢？这样就不必将S轨道上的一个电子激发到P轨道上而直接与另外两个P电子杂化，成对电子占据一个SP2轨道，不是也可以有两个成单电子处于杂化轨道中与氧成键么？这样，未参与杂化的就是一个电子，与另外两个氧的成单电子形成的是含3电子的大π键。
究竟哪一种说法更合理？如果是前者，那么为什么不采取后者这种少激发一次的更省能量的方式呢？如果是后者，许多实验事实又支持前者… 展开
问题是：这个大π键内究竟有3个电子还是4个电子？我看过一些资料，有说是3个的，有说是4个的，说4个的更多一些，而且我们的教材上也是这么说的。
如果这个大π键内有4个电子，那么，就有一对孤对电子未参与杂化即NO2中N采取SP2等性杂化，每个SP2轨道上有一个电子（这样需要将一个S轨道上的电子激发到P轨道），其中一个未参与成键。
但是，我在想如果N采取SP2不等性杂化又怎样呢？这样就不必将S轨道上的一个电子激发到P轨道上而直接与另外两个P电子杂化，成对电子占据一个SP2轨道，不是也可以有两个成单电子处于杂化轨道中与氧成键么？这样，未参与杂化的就是一个电子，与另外两个氧的成单电子形成的是含3电子的大π键。
究竟哪一种说法更合理？如果是前者，那么为什么不采取后者这种少激发一次的更省能量的方式呢？如果是后者，许多实验事实又支持前者… 展开
3个回答
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这两种说法目前来说还有争论，而且有第三种说法，就是NO2是3电子π键和4电子π键两种形式的共振结构。（共振这理论太TMD恶心了）
你的意思是3电子π键在能量上更有利，是吧？我也支持你，从NO2气体的二聚情况来看：
2NO2 == N2O4
可以看成下面的平衡
2NO2（3电子π键） == 2NO2（4电子π键） == N2O4
不妨设第一个平衡常数K1，第二个平衡常数K2
只有4电子π键NO2能二聚，因为它的N上有不成键的单电子，能互相结合成N-N键；而3电子π键NO2不成键的是电子对。
K2应该是很大的，因为两个单电子简单配对成化学键的趋势是非常大的。
而整个反应的平衡常数K=K1K2又不大（实验证明）。
所以K1必然很小，即NO2绝大部分以3电子π键的形式存在。
我的理解是，3电子π键NO2能量低，平时NO2大部分以这种形式存在；4电子π键NO2反应活性高，有点像“过渡态”，所以对它的研究比较多。
你的意思是3电子π键在能量上更有利，是吧？我也支持你，从NO2气体的二聚情况来看：
2NO2 == N2O4
可以看成下面的平衡
2NO2（3电子π键） == 2NO2（4电子π键） == N2O4
不妨设第一个平衡常数K1，第二个平衡常数K2
只有4电子π键NO2能二聚，因为它的N上有不成键的单电子，能互相结合成N-N键；而3电子π键NO2不成键的是电子对。
K2应该是很大的，因为两个单电子简单配对成化学键的趋势是非常大的。
而整个反应的平衡常数K=K1K2又不大（实验证明）。
所以K1必然很小，即NO2绝大部分以3电子π键的形式存在。
我的理解是，3电子π键NO2能量低，平时NO2大部分以这种形式存在；4电子π键NO2反应活性高，有点像“过渡态”，所以对它的研究比较多。
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