藉此開「備課寶典」一欄，專項探討備課中的種種困惑，才疏學淺，不當之處，還望各路大俠不吝指正
摘要：如果第三部分所舉微粒的大π鍵問題學生能全部掌握，就會很輕鬆的總結出大π鍵的形成條件。課堂上應重點強調總結的是大π鍵的形成條件，即微粒必須是共平面結構，也就是中心原子應採取sp2或sp雜化形式，中心原子若為sp3雜化則不能形成大π鍵。
在最近幾年全國卷高考化學試題的物質結構與性質選做題中，經常涉及到大大π鍵的考查。例如：2017年全國卷II分子中的大π鍵可用符號表示，其中m代表參與形成的大π鍵原子數，n代表參與形成大π鍵的電子數(如苯分子中的大π鍵可表示），則N5－中的大π鍵應表示為(答案為)。2017年全國卷III硝酸錳是製備上述反應催化劑的原料，Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外，還存在(答案為離子鍵和π鍵)。高考化學考試大綱對該處知識點的要求為「了解共價鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)」。2017年全國II卷在該題題幹中給出了大π鍵的信息，相對來說答案比較容易給出，但2017年全國卷III學生作答時該處答案很難給全。
高考大綱中對該處知識點的要求為「了解共價鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)」。對於一般學校，該處考點的教學以了解π鍵是軌道肩並肩重疊而成，以N2為例，只需要了解P軌道肩並肩重疊形成π鍵，N2分子中形成了1個σ鍵和2個π鍵即可。而對於大π鍵的形成基本未予介紹，直接結果就是2017年全國卷III中的該空很難得滿分。
常見微粒的大π鍵問題
以2017年全國卷III的高考真題入手，讓學生填寫Mn(NO3)2中的化學鍵除了σ鍵外，還存在。由於前期教學未提及大π鍵的問題，該處答案很難答全。以此入手提出大π鍵問題。
微粒的雜化方式是研究大π鍵的形成的知識儲備，如果是ABn型微粒可用價層電子對互斥理論(VSEPR)方法解決，本文不對VSEPR方法進行過多介紹。
以高中常見的一些微粒為例，詳細介紹大π鍵的表示方法。
1. SO2中的大π鍵
由價層電子對互斥理論可以看出中心硫原子為sp2雜化，則SO2三個組成原子共面。一般端原子不考慮雜化的問題，但在大π鍵的形成過程中，端原子一般採用與中心原子相同的雜化方式，則在SO2中氧原子也為sp2雜化。硫原子的2個sp2雜化軌道與氧原子的sp2雜化軌道組成2個普通的σ鍵，硫原子剩餘的1個sp2雜化軌道被孤對電子佔據，氧原子剩餘的2個sp2雜化軌道被孤對電子佔據。硫原子未參與雜化的p軌道填充2個電子且垂直於分子平面，氧原子剩餘的未參與雜化的P軌道填充1個電子且垂直於分子平面，具備了形成大π鍵的所有條件，因此SO2中的大π鍵可表示為。由於O3與SO2互為等電子體，因此O3體系中也存在的大π鍵。
2. NO3－中的大π鍵
由價層電子對互斥理論可以看出中心氮原子為sp2雜化，氧原子作為端原子也採用sp2雜化，則NO3－四個組成原子共面；氮原子的3個sp2雜化軌道各填充1個電子與氧原子的sp2雜化軌道組成3個σ鍵，剩餘的1個未參與雜化的P軌道被孤對電子佔據且垂直於該平面。3個氧原子均採用相同的模式，即2個sp2雜化軌道被孤對電子佔據，剩餘的未參與雜化的P軌道填充1個電子且垂直於該平面。並且該體系帶有1個單位負電荷，具備了形成大π鍵的條件，因此NO3－中的大π鍵可表示為。SO3、CO32－與NO3－互為等電子體，也具有的大π鍵。
3.苯中的大π鍵
苯中的6個碳原子均採取sp2雜化方式，每個碳原子用1個sp2雜化軌道與氫原子形成σ鍵，用2個sp2雜化軌道與其他2個碳原子的sp2雜化軌道形成σ鍵，未參與雜化的p軌道上填充1個電子且垂直於分子平面，具備了形成大π鍵的條件，因此苯分子中的大π鍵可表示為。石墨的成鍵方式與苯類似，石墨中也存在大π鍵可表示為。
4. CO2中的大π鍵
CO2為直線型分子，其中的中心碳原子為sp雜化，氧原子也採用相同的sp雜化方式。碳原子利用2個sp雜化軌道與氧原子的sp雜化軌道形成σ鍵，氧原子的另一個sp雜化軌道被孤對電子佔據，則氧原子未參與雜化的軌道分別填充1個及2個電子。碳原子未參與雜化的P軌道互相垂直均填充1個電子，且均垂直於CO2組成的直線。氧原子未參與雜化的2個軌道互相垂直，且均垂直於CO2組成的直線。在一個方向上，碳原子的1個p軌道與2氧原子的p軌道形成大π鍵，可表示為。在另一個方向上也形成的大π鍵。因此CO2分子中含2個大π鍵，均為。可能有的同學在書寫時寫出了1個π33和1個π35，但該情況沒有2個穩定，原因在大學無機化學教材中將予以介紹，本文不再贅述
5. N5－中的大π鍵
我們再來看2017全國II卷中的N5－中的大π鍵。微粒為共平面形式，5個N原子均採取sp2雜化方式。每個氮原子利用2個sp2雜化軌道與其他的N原子的sp2雜化軌道形成σ鍵，剩餘的1個sp2雜化軌道被孤電子對佔據，則未參與雜化的p軌道填充1個電子且垂直於該平面，並且該微粒帶有1個單位負電荷，因此形成的大π鍵可表示為。
四、大π鍵的形成條件及一般規律
如果第三部分所舉微粒的大π鍵問題學生能全部掌握，就會很輕鬆的總結出大π鍵的形成條件。課堂上應重點強調總結的是大π鍵的形成條件，即微粒必須是共平面結構，也就是中心原子應採取sp2或sp雜化形式，中心原子若為sp3雜化則不能形成大π鍵。
形成大π鍵的條件為多個原子共平面、原子都提供平行的軌道、提供的電子總數小於軌道數的2倍。同時我們也可以利用等電子體的原理將問題遷移，互為等電子體的微粒具有相同的成鍵方式，因此掌握好常見物質的大π鍵問題可解決很多微粒的成鍵方式。