为什么环戊二烯负离子有6个π电子?双键4个π电子,本来形成C-Hσ键的两个电子,一个p轨道,一个s轨道,怎么H+离去后就都变成了π电子?π电子的定义是什么?

Question

为什么环戊二烯负离子有6个π电子?
双键4个π电子,本来形成C-H σ键的两个电子,一个p轨道,一个s轨道,怎么H+离去后就都变成了π电子?
π电子的定义是什么?

Answer 1

双键4个π电子,本来形成C-H σ键的两个电子,一个p轨道,一个s轨道,怎么H+离去后就都变成了π电子?
π电子的定义是什么?
1 所谓π电子就是用P轨道电子参与成键的电子,又分小π键和离域大π键.看到单独碳碳双键就是小π键,参与成键的就是π电子了.一般看到碳碳单双键交替 排列的就是大π键,参与成键的也是π电子.
一般而言,如果成键的两个原子之间只有一对电子,形成的共价键是单键,通常总是σ键.如果原子间的共价键是双键,由一个σ键和一个π键组成.如果是三键,则由一个σ键和两个π键组成.每一个π键有两个π电子.可以这样认为,每一个双键有2个π电子,每一个叁键有4个 π电子.
对于乙烯,两个碳原子以双键结合,该双键就是由一个σ键和一个π键组成,π电子个数为2;对于乙炔,两个碳原子以叁键结合,该叁键就是由一个σ键和两个π键组成,π电子个数为4;对于苯环,可认为有三个双键交替排列,所以π电子个数为6
2 一般而言,如果成键的两个原子之间只有一对电子,形成的共价键是单键,通常总是σ键.如果原子间的共价键是双键,由一个σ键和一个π键组成.如果是三键,则由一个σ键和两个π键组成.每一个π键有两个π电子.可以这样认为,每一个双键有2个π电子,每一个叁键有4个 π电子.
对于乙烯,两个碳原子以双键结合,该双键就是由一个σ键和一个π键组成,π电子个数为2;对于乙炔,两个碳原子以叁键结合,该叁键就是由一个σ键和两个π键组成,π电子个数为4;对于苯环,可认为有三个双键交替排列,所以π电子个数为6
环丙烯正离子有2个π电子,环戊二烯负离子有6个π电子.
环丙烯有一个双键,2个π电子.环丙烯正离子与环丙稀相比,相当于亚甲基上的一个H带两个电子离去.不影响π电子数目,环丙稀正离子的两个π电子和正电荷离域于三元环共轭体系中,因此环丙稀正离子的三个碳原子是等价的.
环戊二烯有2个双键,4个π电子.但是环戊二烯负离子有6个π电子,比环戊二烯多出2个.这是因为环戊二烯负离子与环戊二烯相比,相当于一个H+离去,原来形成C-H键的一对电子成为π电子.
3 首先一个双键两个pi电子,对于杂环化合物,要注意杂原子是否有孤对电子,如吡咯的氮上有两个单电子也进入了共轭体系,故其虽然只有两个双键却有六个pi电子.另外还要注意是环上带电荷.通过总电子数来减去西格玛是不对的,例如吡啶的氮上有孤对电子但不参与共轭体系,所以也只有六个pi电子.如古你用总电子减的话,会得到有8个电子的结论.去掉成键西格玛电子数,剩下的都是π电子.如苯,西格玛键共12个,碳碳6个,碳氢6个,一共有价电子1*6+4*6=30个,西格玛键12个,要电子12*2=24个,还有6个就是π电子,符合4n+2规则,n等于1,4×1+2＝6