ZA łącze pi (π) jest rodzajem wiązania kowalencyjnego charakteryzującego się między innymi zapobieganiem swobodnemu ruchowi rotacji atomów i pochodzeniem między parą orbitali atomowych typu czystego. Istnieją wiązania, które mogą być tworzone między atomami przez ich elektrony, co pozwala im budować większe i bardziej złożone struktury: cząsteczki.
Wiązania te mogą mieć różne odmiany, ale najczęściej w tej dziedzinie badań są kowalenty. Wiązania kowalencyjne, zwane także wiązaniami molekularnymi, to rodzaj wiązania, w którym zaangażowane atomy mają wspólne pary elektronów.
Może to nastąpić z powodu konieczności poszukiwania stabilności przez atomy, tworząc w ten sposób większość znanych związków. W tym sensie wiązania kowalencyjne mogą być pojedyncze, podwójne lub potrójne, w zależności od konfiguracji ich orbitali i liczby par elektronów dzielonych między zaangażowanymi atomami..
Dlatego istnieją dwa typy wiązań kowalencyjnych, które powstają między atomami w zależności od orientacji ich orbitali: wiązania sigma (σ) i wiązania pi (π)..
Ważne jest, aby rozróżnić oba wiązania, ponieważ wiązanie sigma występuje w prostych wiązaniach, a pi w wielu wiązaniach między atomami (dwa lub więcej elektronów jest wspólnych).
Indeks artykułów
Aby opisać tworzenie się wiązania pi, należy najpierw omówić proces hybrydyzacji, ponieważ wpływa on na niektóre ważne wiązania..
Hybrydyzacja to proces, w którym powstają hybrydowe orbitale elektroniczne; to znaczy, gdzie atomowe orbitale podpoziomowe s i p mogą się mieszać. Powoduje to powstawanie orbitali sp, spdwa i sp3, które nazywane są hybrydami.
W tym sensie tworzenie wiązań pi zachodzi dzięki nakładaniu się pary płatów należących do orbitalu atomowego na inną parę płatów, które znajdują się na orbicie będącym częścią innego atomu..
To nakładanie się orbit zachodzi poprzecznie, przez co rozkład elektronów jest głównie skoncentrowany powyżej i poniżej płaszczyzny utworzonej przez połączone jądra atomowe i powoduje, że wiązania pi są słabsze niż wiązania sigma..
Mówiąc o symetrii orbitalnej tego typu zjednoczenia, należy wspomnieć, że jest ona równa orbitali typu p, o ile jest obserwowana przez oś utworzoną przez wiązanie. Ponadto związki te składają się głównie z orbitali p..
Ponieważ wiązaniom pi zawsze towarzyszy jedno lub dwa więcej wiązań (jedna sigma lub inna pi i jedna sigma), ważne jest, aby wiedzieć, że wiązanie podwójne, które tworzy się między dwoma atomami węgla (składa się z jednej sigma i jednego wiązania pi) ma niższą energię wiązania niż ta, która odpowiada dwukrotności wiązania sigma między nimi.
Wyjaśnia to stabilność wiązania sigma, które jest większe niż wiązania pi, ponieważ nakładanie się orbitali atomowych w tym ostatnim występuje równolegle w obszarach powyżej i poniżej płatów, gromadząc dystrybucję elektronową w bardziej odległy sposób jąder atomowych.
Mimo to, gdy łączy się wiązania pi i sigma, powstaje silniejsze wiązanie wielokrotne niż samo wiązanie pojedyncze, co można zweryfikować, obserwując długości wiązań między różnymi atomami wiązania pojedynczego i wielokrotnego..
Istnieją pewne związki chemiczne, które są badane pod kątem ich wyjątkowego zachowania, takie jak związki koordynacyjne z pierwiastkami metalicznymi, w których centralne atomy są połączone tylko wiązaniami pi..
Cechy, które odróżniają wiązania pi od innych rodzajów oddziaływań między cząsteczkami atomowymi, opisano poniżej, zaczynając od tego, że wiązanie to nie pozwala na swobodny ruch obrotowy atomów, takich jak węgiel. Z tego powodu, jeśli następuje rotacja atomów, wiązanie pęka..
Podobnie w tych połączeniach nakładanie się orbitali zachodzi poprzez dwa równoległe regiony, dzięki czemu mają one większą dyfuzję niż ogniwa sigma iz tego powodu są słabsze..
Z drugiej strony, jak wspomniano powyżej, wiązanie pi jest zawsze generowane między parą czystych orbitali atomowych; Oznacza to, że jest generowany między orbitalami, które nie przeszły procesów hybrydyzacji, w których gęstość elektronów koncentruje się głównie powyżej i poniżej płaszczyzny utworzonej przez wiązanie kowalencyjne..
W tym sensie między parą atomów może występować więcej niż jedno wiązanie pi, któremu zawsze towarzyszy wiązanie sigma (w wiązaniach podwójnych).
Podobnie, może istnieć potrójne wiązanie między dwoma sąsiednimi atomami, które jest utworzone przez dwa wiązania pi w pozycjach, które tworzą płaszczyzny prostopadłe do siebie i wiązanie sigma między obydwoma atomami..
Jak wspomniano wcześniej, cząsteczki złożone z atomów połączonych jednym lub większą liczbą wiązań pi zawsze mają wiele wiązań; czyli podwójne lub potrójne.
Przykładem tego jest cząsteczka etylenu (H.dwaC = CHdwa), który składa się z podwójnego wiązania; to znaczy wiązanie pi i sigma między ich atomami węgla, oprócz wiązań sigma między węglami i wodorami.
Z kolei cząsteczka acetylenu (H-C≡C-H) ma potrójne wiązanie między atomami węgla; to znaczy dwa wiązania pi tworzące prostopadłe płaszczyzny i jedno wiązanie sigma, oprócz odpowiadających im wiązań sigma węgiel-wodór.
Wiązania Pi występują również między cyklicznymi cząsteczkami, takimi jak benzen (C6H.6) i jego pochodnych, których ułożenie powoduje efekt zwany rezonansem, który pozwala na migrację gęstości elektronów między atomami i zapewnia między innymi większą stabilność związku..
Aby zilustrować wspomniane wcześniej wyjątki, przykłady cząsteczki dikarbonowej (C = C, w której oba atomy mają parę sparowanych elektronów) i związku koordynacyjnego zwanego żelazem heksakarbonylowym (przedstawionym jako Fedwa(WSPÓŁ)6, który jest tworzony tylko przez wiązania pi między atomami).
Jeszcze bez komentarzy