Пи-связь
В химии пи-связи ( π -связи ) — это ковалентные химические связи , в каждой из которых две доли орбитали (на одном атоме ) перекрываются с двумя долями орбитали на другом атоме, и при которых это перекрытие происходит латерально. Каждая из этих атомных орбиталей имеет нулевую электронную плотность в общей узловой плоскости , которая проходит через два связанных ядра . Эта плоскость также является узловой плоскостью молекулярной орбитали пи-связи. Пи-связь может образовываться в виде двойных и тройных связей , но не может образовываться в одинарных связях.в большинстве случаев.
Греческая буква π в их названии относится к p-орбиталям , поскольку орбитальная симметрия пи-связи такая же, как у p-орбитали, если смотреть вниз по оси связи. Одна из распространенных форм такого рода связи включает сами р-орбитали, хотя d-орбитали также участвуют в пи-связях. Этот последний способ является частью основы множественного соединения металл-металл .
Пи-связи обычно слабее, чем сигма-связи . Двойная связь CC , состоящая из одной сигма- и одной пи-связи, [1] имеет энергию связи менее чем в два раза по сравнению с одинарной связью CC, что указывает на то, что стабильность, добавляемая пи-связью, меньше, чем стабильность сигма-связи. С точки зрения квантовой механики слабость этой связи объясняется значительно меньшим перекрытием между составляющими p-орбиталями из-за их параллельной ориентации. Это контрастирует с сигма-связями, которые образуют связывающие орбитали непосредственно между ядрами связывающих атомов, что приводит к большему перекрытию и сильной сигма-связи.
Связи Pi возникают в результате перекрытия атомных орбиталей, которые находятся в контакте через две области перекрытия. Пи-связи более диффузны, чем сигма-связи. Электроны в пи-связях иногда называют пи-электронами . Молекулярные фрагменты, соединенные пи-связью, не могут вращаться вокруг этой связи, не разрывая пи-связи, потому что вращение включает нарушение параллельной ориентации составляющих р-орбиталей.
Для гомоядерных двухатомных молекул связывающие молекулярные орбитали π имеют только одну узловую плоскость, проходящую через связанные атомы, и не имеют узловых плоскостей между связанными атомами. Соответствующая антисвязывающая молекулярная орбиталь , или π* («пи-звезда»), определяется наличием дополнительной узловой плоскости между этими двумя связанными атомами.
Типичная двойная связь состоит из одной сигма-связи и одной пи-связи; например, двойная связь C=C в этилене (H 2 C=CH 2 ). Типичная тройная связь , например, в ацетилене (HC≡CH), состоит из одной сигма-связи и двух пи-связей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, содержащих ось связи. Две пи-связи — это максимум, который может существовать между данной парой атомов. Четверные связи крайне редки и могут образовываться только между атомами переходных металлов и состоят из одной сигма-связи, двух пи-связей и одной дельта-связи .
