Пи връзка

В химията връзките пи (π-връзки) са ковалентни химични връзки, при които орбиталният път на един електрон се пресича (припокрива) с пътя на друг. Електроните имат осморка с форма на лопатка (вж. картинката). Има две области на припокриване, тъй като пътищата се припокриват в двете лопатки. Само една от възловите равнини на орбитата преминава и през двете участващи ядра.

Гръцката буква π в името им се отнася за р орбитали. Орбиталната симетрия на връзката "пи" изглежда по същия начин като тази на "р" орбиталите, когато се гледа по оста на връзката. Р орбиталите обикновено имат този вид връзка. Предполага се, че D орбиталите също използват пи връзка, но това не е задължително да се случи в действителност. Идеята за свързване на d орбитали се вписва в теорията за хипервалентността.

Връзките "пи" обикновено са по-слаби от връзките "сигма". Според квантовата механика това е така, защото орбиталните пътища са успоредни, така че припокриването между р-орбиталите е много по-малко.

Връзките Пи се осъществяват, когато две атомни орбитали са в контакт чрез две области на припокриване. Пи-връзките са по-разпръснати връзки от сигма-връзките. Електроните в пи-връзките понякога се наричат пи-електрони. Молекулните фрагменти, свързани с пи-връзка, не могат да се въртят около тази връзка, без да се наруши пи-връзката. Въртенето разрушава успоредните пътища на двете пи орбитали.

Електронни атомни и молекулни орбитали, показващи пи-връзка в долния десен ъгъл на картинката.

Две р-орбитали, образуващи π-връзка.

Множество връзки

Атомите, които са свързани с двойна връзка, имат една сигма-връзка и една пи-връзка. Ако са свързани с тройна връзка, те имат една сигма връзка и две пи връзки.

Връзката пи е по-слаба от връзката сигма, но комбинацията от връзки пи и сигма е по-силна от всяка от тях сама по себе си. Допълнителната здравина на множествената връзка в сравнение с единичната (сигма връзка) се проявява по много начини. Най-очевидният е свиването на дължината на връзката. Например в органичната химия дължината на връзката въглерод-въглерод е в етана (154 pm), в етилена (134 pm) и в ацетилена (120 pm). По-големият брой връзки прави общата връзка по-къса и по-здрава. Електронната конфигурация се базира на S,P,D и f -блок. S има 2 електрона P има 6 електрона D има 10 електрона F има 14 електрона


етан	етилен	ацетилен

Специални случаи

Не е задължително Пи-връзките да се свързват с двойка атоми, които също са свързани със сигма-връзки.

В някои метални комплекси пи-взаимодействията между атома на метала и антисвързващите орбитали на алкина и алкена образуват пи-връзки.

В някои случаи на многобройни връзки между два атома изобщо няма сигма връзка, а само пи връзка. Примери за това са дижелезният хексакарбонил (Fe₂(CO) ₆), двувъглеродът (C ₂) и боранът B ₂H ₂. В тези съединения централната връзка има само пи връзка. За да се получи максимално припокриване на орбитите, разстоянията между връзките са много по-малки от очакваното.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява връзката пи в химията?

О: Връзката пи е ковалентна химична връзка, при която орбиталният път на един електрон се пресича с пътя на друг, като се създават две области на припокриване, тъй като пътищата се припокриват на двата лоба.

В: Каква е гръцката буква, посочена в името им?

О: Гръцката буква в името им е π и се отнася за p орбитали.

В: Каква е орбиталната симетрия на връзката пи?

О: Орбиталната симетрия на връзката пи изглежда по същия начин като орбитата р, когато се гледа по оста на връзката, тъй като орбитите р обикновено имат такъв вид свързване.

В: Защо връзките пи обикновено са по-слаби от връзките сигма?

О: Пи връзките обикновено са по-слаби от сигма връзките, защото според квантовата механика орбиталните пътища са успоредни, така че има много по-малко припокриване между р-орбиталите.

Въпрос: Кога се появяват връзките пи?

О: Пи връзките възникват, когато две атомни орбитали са в контакт чрез две области на припокриване.

В: Какво представляват пи-връзките?

О: Пи-връзките са по-разпространени връзки от сигма-връзките.

Въпрос: Могат ли молекулни фрагменти, свързани с пи-връзка, да се въртят около тази връзка, без да се наруши пи-връзката?

О: Не, молекулните фрагменти, свързани с пи-връзка, не могат да се въртят около тази връзка, без да се наруши пи-връзката, тъй като въртенето разрушава паралелните пътища на двете р-орбитали.