Tabla de Contenidos
Pi-sidos tai ∏-sidos on kovalenttisen sidoksen tyyppi, jossa kaksi vierekkäistä atomia jakavat elektroniparin atomiorbitaalien kautta, jotka ovat yhdensuuntaisia toistensa kanssa. Useimmissa tapauksissa molemmat mukana olevat orbitaalit ovat p- orbitaaleja , mutta pi-sidoksia voi muodostua myös kahden d- orbitaalin ja jopa p- ja d -orbitaalien väliin .
Toisin kuin σ (sigma) -sidoksissa, joissa atomiorbitaalit limittyvät edestä, pi-sidoksissa orbitaalit limittyvät sivusuunnassa, mikä synnyttää sidoksen ja antisidoksen pi-orbitaalin. Tämän tyyppisessä sidoksessa on kaksi elektronia, jotka miehittää sidospi-radan. Molemmat elektronit voivat olla peräisin yhdestä kahdesta atomista tai jokainen atomi voi muodostaa parittoman elektronin. Näitä elektroneja kutsutaan π-elektroneiksi.
Pi-sidoksen sidosorbitaalissa on kaksi keilaa, jotka ulottuvat sitoutuneiden atomien väliin, yksi alkuperäisiin atomiorbitaaleihin nähden kohtisuorassa olevan tason yläpuolella ja toinen alapuolella .
Syy, miksi sitä kutsutaan ∏-sidokseksi (joka on p-kirjain kreikkalaisissa aakkosissa), on se, että kun tätä sidosta tarkastellaan kahta atomia yhdistävää akselia pitkin, ∏-radan kaksi keilaa muistuttavat läheisesti atomiorbitaalien p muotoa. .
Pi-linkit ovat aina läsnä monilinkeissä. Orgaanisissa yhdisteissä aina kun sinulla on kaksoissidos tai kolmoissidos, sinulla on sigma-sidos ja loput pi-sidoksia. Esimerkiksi kolmoissidoksessa on sigma-sidos ja kaksi pi-sidosta, jotka muodostuvat toisen atomin p- ja ypz – orbitaalien päällekkäisyydestä toisen vastaavien p- ja ypz – orbitaalien kanssa.
Pi-linkkien ominaisuudet
Ne ovat heikompia kuin sigma-sidokset
Se, että pii-sidoksen muodostavat kiertoradat menevät päällekkäin sivusuunnassa päinvastoin, tekee limityksestä heikon. Lisäksi elektronitiheys pi-orbitaalissa on keskimäärin kauempana sitoutuneiden atomien ytimistä. Näistä kahdesta syystä nämä linkit ovat heikompia ja helpompia rikkoa kuin sigmalinkit.
HUOMAA: Se, että tämä sidos on heikompi kuin sigmasidos, ei tarkoita, että kaksoissidos on heikompi kuin yksittäinen sidos. Itse asiassa juuri päinvastoin on totta, koska kaksoissidoksen katkaisemiseksi on katkaistava sekä sigma- että pi-sidos.
Ne ovat jäykkiä linkkejä
Tämän tyyppisen sidoksen muodostumisen olennainen ehto on, että vierekkäisillä atomeilla on toistensa kanssa yhdensuuntaiset kiertoradat, olivatpa nämä sitten p- tai d -orbitaaleja . Sidoksen kiertäminen akselinsa ympäri aiheuttaisi sen, että atomiradat eivät enää olisi rinnakkaisessa konfiguraatiossa, mikä rikkoisi sidoksen. Tästä syystä on erittäin vaikeaa kiertää tai taivuttaa näitä linkkejä rikkomatta niitä. Tämä tekee pi-linkeistä erittäin jäykkiä verrattuna yksinkertaisiin linkkeihin, joissa on pyörimisvapaus ja jotka ovat melko joustavia.
Ne voidaan konjugoida muiden pi-linkkien kanssa
Jos kahden atomin välillä on pi-sidos ja on muita vierekkäisiä atomeja, joilla on myös p-orbitaalit, jotka ovat yhdensuuntaisia ensimmäisen kanssa, näiden kaikkien orbitaalien päällekkäisyys muodostaa niin sanotun konjugoidun pi-järjestelmän. Näissä järjestelmissä pi-elektronit voivat liikkua vapaasti sen sijaan, että ne olisivat lokalisoituneet yhdelle avaruuden alueelle. Tästä syystä näiden elektronien sanotaan olevan delokalisoituneita.
Esimerkkejä yhdisteistä, joissa on Pi-sidoksia
On olemassa lukemattomia esimerkkejä yhdisteistä, joissa on tämän tyyppinen kovalenttinen sidos . Alla on joitain esimerkkejä, jotka osoittavat myös atomiradat, jotka limittyvät kunkin sidoksen muodostamiseksi.
Esimerkki 1: Eteeni (C 2 H 4 )
Eteenissä tai eteenissä on alkeeni, jossa on hiili-hiili-kaksoissidos. Tämä kaksoissidos muodostuu sigma-sidoksesta ja pi-sidoksesta kahden sp 2 -hybridisoidun hiiliatomin välillä . Pi-sidos muodostuu hiiliatomien kahden pz-orbitaalin väliin, joten se on π pz -pz -sidos .
Esimerkki 2: Hiilidioksidi (CO 2 )
Hiilidioksidin tapauksessa kaksi happea sp2 – hybridisoituvat , kun taas keskushiiliatomi sp-hybridisoituu, jolloin jäljelle jää kaksi puhdasta p-orbitaalia, py ja pz .
Joten hiili muodostaa kaksi pi-sidosta, toisen yhden hapen kanssa ja toisen toisen kanssa. Ensimmäinen olisi π pz-pz sidos ja toinen olisi π py-pz . Molemmat pi-sidokset sijaitsevat toisiaan vastaan kohtisuorassa tasoissa, koska p- ja pz – orbitaalit ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan.
Esimerkki 3: propaaninitriili ( CH3CH2CN )
Tässä yhdisteessä on CN-kolmoissidos. Tässä tapauksessa kolmoissidosta voidaan ajatella yhdeksi sigma-sidokseksi ja kahdeksi keskenään kohtisuoraksi pi-sidokseksi hiilen ja typen välillä. Sekä hiilessä että typessä esiintyy sp-hybridisaatiota, mikä jättää vapaaksi p- ja ypz – orbitaalit , jotka muodostavat kaksi pi-sidosta.
On huomattava, että kolmoissidosten tapauksessa sigma-sidoksen kummallakin puolella olevien kahden keilan parin sijaan kaksi pi-sidosta muodostavat yhden sylinterimäisen keilan, jonka elektronitiheys on samankeskinen akselin kanssa, joka yhdistää nämä kaksi. atomeja.
