Tabla de Contenidos
Ο δεσμός Pi, ή δεσμός ∏, είναι ένας τύπος ομοιοπολικού δεσμού στον οποίο δύο γειτονικά άτομα μοιράζονται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων μέσω ατομικών τροχιακών που είναι παράλληλα μεταξύ τους. Στις περισσότερες περιπτώσεις, και τα δύο τροχιακά που εμπλέκονται είναι τροχιακά p , αλλά οι δεσμοί pi μπορούν επίσης να σχηματιστούν μεταξύ δύο τροχιακών d και ακόμη και μεταξύ των τροχιακών p και d .
Σε αντίθεση με τους δεσμούς σ (σίγμα), στους οποίους τα ατομικά τροχιακά επικαλύπτονται μετωπικά, στους δεσμούς pi τα τροχιακά επικαλύπτονται πλευρικά, προκαλώντας έναν δεσμό και ένα αντιδεσμικό τροχιακό pi. Σε αυτόν τον τύπο δεσμού, υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια που καταλαμβάνουν το τροχιακό δεσμού pi. Και τα δύο ηλεκτρόνια μπορούν να προέρχονται από ένα από τα δύο άτομα ή κάθε άτομο μπορεί να συνεισφέρει ένα μη ζευγαρωμένο ηλεκτρόνιο. Αυτά τα ηλεκτρόνια ονομάζονται π ηλεκτρόνια.
Το συνδετικό τροχιακό του δεσμού pi έχει δύο λοβούς που εκτείνονται μεταξύ των συνδεδεμένων ατόμων, ένα πάνω και ένα κάτω από ένα επίπεδο κάθετο στα αρχικά ατομικά τροχιακά .
Ο λόγος που ονομάζεται δεσμός ∏ (που είναι το γράμμα p στο ελληνικό αλφάβητο) είναι ότι όταν κοιτάμε αυτόν τον δεσμό κατά μήκος του άξονα που ενώνει τα δύο άτομα, οι δύο λοβοί του τροχιακού ∏ μοιάζουν πολύ με το σχήμα των ατομικών τροχιακών p. .
Οι σύνδεσμοι Pi υπάρχουν πάντα στους πολλαπλούς συνδέσμους. Στις οργανικές ενώσεις, όποτε έχετε διπλό ή τριπλό δεσμό, θα έχετε δεσμό σίγμα και τα υπόλοιπα θα είναι δεσμοί π. Για παράδειγμα, στον τριπλό δεσμό υπάρχει ένας δεσμός σίγμα και δύο δεσμοί pi που σχηματίζονται από την επικάλυψη μεταξύ των τροχιακών p και ypz ενός από τα άτομα με τα αντίστοιχα τροχιακά p και ypz του άλλου .
Χαρακτηριστικά των συνδέσμων pi
Είναι πιο αδύναμοι από τους δεσμούς σίγμα
Το γεγονός ότι τα τροχιακά που σχηματίζουν τον δεσμό pi επικαλύπτονται πλευρικά αντί για μετωπική επικάλυψη καθιστά την επικάλυψη αδύναμη. Επιπλέον, η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο τροχιακό pi είναι κατά μέσο όρο πιο μακριά από τους πυρήνες των συνδεδεμένων ατόμων. Για αυτούς τους δύο λόγους, αυτοί οι σύνδεσμοι είναι πιο αδύναμοι και πιο εύκολο να σπάσουν από τους συνδέσμους σίγμα.
ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Το ότι αυτός ο δεσμός είναι ασθενέστερος από τον δεσμό σίγμα δεν σημαίνει ότι ένας διπλός δεσμός είναι ασθενέστερος από έναν απλό. Στην πραγματικότητα, ισχύει ακριβώς το αντίθετο, αφού για να σπάσει ένας διπλός δεσμός, πρέπει να σπάσει και ένας σίγμα και ένας δεσμός π.
Είναι άκαμπτοι σύνδεσμοι
Η βασική προϋπόθεση για το σχηματισμό αυτού του τύπου δεσμού είναι να υπάρχουν γειτονικά άτομα σε παράλληλα τροχιακά, είτε αυτά είναι p είτε d τροχιακά . Η περιστροφή του δεσμού γύρω από τον άξονά του θα έκανε τα ατομικά τροχιακά να μην βρίσκονται πλέον σε παράλληλη διαμόρφωση, σπάζοντας έτσι τον δεσμό. Για το λόγο αυτό, είναι πολύ δύσκολο να περιστρέψετε ή να λυγίσετε αυτούς τους συνδέσμους χωρίς να τους σπάσετε. Αυτό κάνει τους συνδέσμους pi πολύ άκαμπτους σε σύγκριση με απλούς συνδέσμους που έχουν περιστροφική ελευθερία και είναι αρκετά ευέλικτοι.
Μπορούν να συζευχθούν με άλλους συνδέσμους pi
Εάν δύο άτομα έχουν έναν δεσμό pi μεταξύ τους και υπάρχουν άλλα γειτονικά άτομα που έχουν επίσης τροχιακά p που είναι παράλληλα με το πρώτο, η επικάλυψη όλων αυτών των τροχιακών σχηματίζει αυτό που ονομάζεται συζευγμένο σύστημα pi. Σε αυτά τα συστήματα, τα ηλεκτρόνια pi είναι ελεύθερα να κινούνται γύρω αντί να εντοπίζονται σε μια ενιαία περιοχή του χώρου. Για το λόγο αυτό, αυτά τα ηλεκτρόνια λέγεται ότι είναι μετατοπισμένα.
Παραδείγματα ενώσεων με δεσμούς Pi
Υπάρχουν αμέτρητα παραδείγματα ενώσεων που έχουν αυτόν τον τύπο ομοιοπολικού δεσμού . Παρακάτω είναι μερικά παραδείγματα που υποδεικνύουν επίσης τα ατομικά τροχιακά που επικαλύπτονται για να σχηματίσουν κάθε δεσμό.
Παράδειγμα 1: Αιθυλένιο (C 2 H 4 )
Στο αιθυλένιο ή αιθένιο είναι ένα αλκένιο που έχει διπλό δεσμό άνθρακα-άνθρακα. Αυτός ο διπλός δεσμός σχηματίζεται από έναν δεσμό σίγμα και έναν δεσμό pi μεταξύ δύο sp 2 -υβριδοποιημένων ατόμων άνθρακα . Ο δεσμός pi σχηματίζεται μεταξύ των δύο τροχιακών pz των ατόμων άνθρακα, επομένως είναι ένας δεσμός π pz-pz .
Παράδειγμα 2: Διοξείδιο του άνθρακα (CO 2 )
Στην περίπτωση του διοξειδίου του άνθρακα , τα δύο οξυγόνα υβριδίζονται sp 2 ενώ το κεντρικό άτομο άνθρακα υβριδοποιείται sp, αφήνοντας δύο καθαρά τροχιακά p, τα p y και pz .
Έτσι ο άνθρακας σχηματίζει δύο δεσμούς pi, έναν με ένα οξυγόνο και έναν με τον άλλο. Ο πρώτος θα ήταν ένας δεσμός π pz-pz και ο άλλος θα ήταν π py-pz . Και οι δύο δεσμοί pi βρίσκονται σε επίπεδα κάθετα μεταξύ τους, αφού τα τροχιακά p και p z είναι κάθετα μεταξύ τους.
Παράδειγμα 3: Προπανιτρίλιο (CH 3 CH 2 CN)
Αυτή η ένωση έχει τριπλό δεσμό CN. Σε αυτή την περίπτωση, ο τριπλός δεσμός μπορεί να θεωρηθεί ως ένας δεσμός σίγμα και δύο αμοιβαία κάθετοι δεσμοί pi μεταξύ άνθρακα και αζώτου. Τόσο ο άνθρακας όσο και το άζωτο παρουσιάζουν υβριδισμό sp, αφήνοντας ελεύθερα τα τροχιακά p και yp z που σχηματίζουν τους δύο δεσμούς pi.
Πρέπει να σημειωθεί ότι, στην περίπτωση τριπλών δεσμών, αντί για δύο ζεύγη λοβών εκατέρωθεν του δεσμού σίγμα, οι δύο δεσμοί pi συνδυάζονται για να σχηματίσουν έναν ενιαίο κυλινδρικό λοβό πυκνότητας ηλεκτρονίων ομόκεντρο με τον άξονα που ενώνει τους δύο. άτομα.
