Войти
Электронные атомные и молекулярные орбитали, показывая пи-связь внизу справа Pi-связи (π связи ) представляют собой ковалентные химические связи, где две доли орбитали на одном атоме перекрывают две доли орбитали на другом атоме, и это перекрытие происходит сбоку. Каждая из этих атомных орбиталей имеет нулевую электронную плотность в общей узловой плоскости, проходящей через два связанных ядра. Эта же плоскость также является узловой плоскостью для молекулярной орбитали пи-связи. Пи-связи могут образовываться в виде двойных и тройных связей, но в большинстве случаев не образуются в виде одинарных.
Две p-орбитали, образующие π-связь. Греческая буква π в их названии относится к p-орбиталям, поскольку орбитальная симметрия Пи-связи такая же, как у р-орбитали, если смотреть вниз по оси связи. Одна из распространенных форм такого типа связи включает сами p-орбитали, хотя d-орбитали также участвуют в пи-связи. Эта последняя форма является частью основы для множественных связей металл-металл.
Этилен (этен), небольшая органическая молекула, содержащая пи-связь, показанная зеленым. Связи Pi обычно слабее, чем сигма-облигации. CC двойная связь, состоящая из одной сигма-связи и одной пи-связи, имеет энергию связи в два раза меньше, чем у одинарной СС-связи, что указывает на то, что стабильность, добавленная пи-связью, составляет 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 прочной сигма-связи.
Pi-связи возникают в результате перекрытия атомных орбиталей, которые находятся в контакте через две области перекрытия. Пи-связи являются более диффузными связями, чем сигма-связи. Электроны в пи-связях иногда называют пи-электронами . Молекулярные фрагменты, соединенные пи-связью, не могут вращаться вокруг этой связи без разрыва пи-связи, потому что вращение включает нарушение параллельной ориентации составляющих р-орбиталей.
Для гомоядерных двухатомных молекул, связывающие π молекулярные орбитали имеют только одну узловую плоскость, проходящую через связанные атомы, и никакие узловые плоскости между связанные атомы. Соответствующая разрыхляющая, или π * («пи-звезда») молекулярная орбиталь определяется наличием дополнительной узловой плоскости между этими двумя связанными атомами.
Типичная двойная связь состоит из одна сигма-облигация и одна пи-облигация; например, двойная связь C = C в этилене (H2C = 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 чрезвычайно редки и могут образовываться только между атомами переходного металла и состоят из одной сигма-связи, двух пи-связей и одной дельта-связи.
пи-связи. слабее сигма-связи, но комбинация пи- и сигма-связи сильнее, чем любая связь сама по себе. Повышенная прочность множественной связи по сравнению с одинарной (сигма-связь) указывается многими способами, но наиболее очевидно сокращением длины связи. Например, в органической химии длины связи углерод-углерод составляют примерно 154 пм в этане, 134 пм в этилене и 120 пм в ацетилене. Чем больше облигаций, тем короче и прочнее общая связь.
 |  |  |
| этан (1 σ-связь) | этилен (1 σ-связь + 1 π-связь) | ацетилен (1 σ-связь + 2 π-связи) |
Пи-связь может существовать между двумя атомами, которые не имеют чистого эффекта сигма-связывания между ними.
В некоторых комплексах металлов пи-взаимодействия между атомом металла и пи-антисвязывающими орбиталями алкинов и алкенов образуют пи-связи.
В некоторых случаях множественных связей между двумя атомами нет никакой чистой сигма-связи, только пи-связи. Примеры включают гексакарбонил ди железа (Fe 2 (CO) 6), дикарбон (C2) и диборан (2) (B2H2). В этих соединениях центральная связь состоит только из пи-связи из-за сигма антисвязи, сопровождающей саму сигма-связь. Эти соединения использовались в качестве вычислительных моделей для анализа самого пи-связывания, показав, что для достижения максимального орбитального перекрытия расстояния связи намного короче, чем ожидалось.
