PI (π) wiązanie to typ wiązania kowalencyjnego, znamienny uniemożliwiając swobodny ruch obrotowy z węgla i pary pochodzącej pomiędzy czystej typu orbitali atomowych, między innymi osobliwościami. 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 kowalencyjne. Wiązania kowalencyjne, zwane również wiązaniami molekularnymi, to rodzaj wiązania, w którym zaangażowane atomy mają wspólne pary elektronów.
Może to nastąpić ze względu na potrzebę 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 współdzielonych 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 wiązaniach pojedynczych, a pi w wiązaniach wielokrotnych między atomami (dwa lub więcej elektronów jest wspólnych).
Jak to się tworzy?
Aby opisać tworzenie się wiązania pi, należy najpierw omówić proces hybrydyzacji, ponieważ jest on zaangażowany w kilka ważnych wiązań.
Hybrydyzacja to proces, w którym powstają hybrydowe orbitale elektroniczne; to znaczy, gdzie atomowe orbitale podpoziomowe s i p mogą się zmieszać. Powoduje to powstawanie orbitali sp, sp 2 i sp 3 , 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 na boki, gdzie 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.
Tworzenie wiązań pi w różnych gatunkach chemicznych
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 (składające się z jednej sigma i jednego wiązania pi) ma niższa energia wiązania niż dwukrotność wiązania sigma między nimi.
Tłumaczy się to stabilnością 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 dalej dystrybucję elektronową. jąder atomowych.
Mimo to, gdy łączą 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
Cechy, które odróżniają wiązania pi od innych rodzajów interakcji 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 przypadku tych wiązań orbitale zachodzą na siebie poprzez dwa równoległe obszary, dzięki czemu mają one większą dyfuzję niż wiązania 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 wystąpić 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.
Przykłady
Jak wspomniano wcześniej, cząsteczki złożone z atomów połączonych jednym lub więcej wiązaniami pi zawsze mają wiele wiązań; to znaczy podwójne lub potrójne.
Przykładem tego jest cząsteczka etylenu (H 2 C = CH 2 ), która składa się z podwójnego wiązania; to znaczy wiązanie pi i sigma między atomami węgla, oprócz wiązań sigma między atomami węgla i wodoru.
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.
Występują również wiązania pi pomiędzy cząsteczkami cyklicznymi, takimi jak benzen (C 6 H 6 ) i jego pochodne, których ułożenie skutkuje efektem zwanym rezonansem, który pozwala na migrację gęstości elektronów między atomami i nadanie jej m.in. 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 Fe 2 (CO) 6 , który jest tworzony tylko przez wiązania pi między jego atomami).
Bibliografia
- Wikipedia. (sf). Wiązanie Pi. Odzyskany z en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemia, wydanie dziewiąte. Meksyk: McGraw-Hill.
- ThoughtCo. (sf). Definicja wiązania Pi w chemii. Odzyskany z thinkco.com
- Britannica, E. (nd). Wiązanie Pi. Pobrane z britannica.com
- LibreTexts. (sf). Obligacje Sigma i Pi. Odzyskany z chem.libretexts.org
- Srivastava, AK (2008). Prosta chemia organiczna. Odzyskany z books.google.co.ve