Pi (π) vazba je typ kovalentní vazby vyznačující se tím, že brání volnému pohybu otáčení atomů a pocházející mezi dvojicí čistých typu atomových orbitalů, mimo jiné zvláštnosti. Existují vazby, které mohou mezi atomy tvořit jejich elektrony, které jim umožňují budovat větší a složitější struktury: molekuly.
Tyto vazby mohou mít různé variace, ale nejčastější v tomto oboru jsou kovalentní. Kovalentní vazby, také nazývané molekulární vazby, jsou typem vazby, kde atomy sdílejí páry elektronů.
K tomu může dojít kvůli potřebě atomů hledat stabilitu, čímž se vytvoří většina známých sloučenin. V tomto smyslu mohou být kovalentní vazby jednoduché, dvojité nebo trojité v závislosti na konfiguraci jejich orbitálů a počtu párů elektronů sdílených mezi zúčastněnými atomy.
To je důvod, proč existují dva typy kovalentních vazeb, které se vytvářejí mezi atomy na základě orientace jejich orbitálů: sigma (σ) a pi (π).
Je důležité rozlišit obě vazby, protože vazba sigma se vyskytuje v jednoduchých vazbách a pí ve vícenásobných vazbách mezi atomy (jsou sdíleny dva nebo více elektronů).
Jak se formuje?
Aby bylo možné popsat tvorbu pí vazby, musí být nejprve projednán proces hybridizace, protože se podílí na některých důležitých vazbách.
Hybridizace je proces vytváření hybridních elektronických orbitálů; to je, kde se mohou atomové orbitaly atomových podružných úrovní smíchat. To způsobuje tvorbu orbitálů sp, sp 2 a sp 3, které se nazývají hybridy.
V tomto smyslu dochází k tvorbě pí vazeb díky překrývání dvojice laloků patřících k atomovému orbitálu na jiném páru laloků, které jsou v orbitálu, který je součástí jiného atomu.
K tomuto orbitálnímu překrytí dochází laterálně, přičemž distribuce elektronů je většinou koncentrována nad a pod rovinou tvořenou vázanými atomovými jádry a způsobuje, že pí vazby jsou slabší než sigma vazby.
Když mluvíme o orbitální symetrii tohoto typu svazku, je třeba zmínit, že je stejná jako u orbitálů typu p, pokud je pozorována osou tvořenou vazbou. Tyto svazky jsou navíc většinou tvořeny orbitály.
Tvorba pí vazeb v různých chemických druzích
Protože vazby pi jsou vždy doprovázeny jednou nebo dvěma více vazbami (jeden sigma nebo jiný pi a jeden sigma), je důležité vědět, že dvojná vazba, která se tvoří mezi dvěma atomy uhlíku (tvořená jednou sigma a jednou pí vazbou), má nižší vazební energie než dvojnásobná sigma vazba mezi nimi.
To je vysvětleno stabilitou sigma vazby, která je větší než stabilita pi vazby, protože k překrývání atomových orbitálů v posledně jmenovaných dochází v oblastech nad a pod laloky paralelním způsobem a hromadí se elektronická distribuce vzdálenějším způsobem. atomových jader.
Navzdory tomu, když se spojí pi a sigma vazby, vytvoří se silnější vícenásobná vazba než samotná jednoduchá vazba, což lze ověřit pozorováním délek vazeb mezi různými jednoduchými a vícenásobnými vazebnými atomy.
Existují některé chemické druhy, které jsou studovány pro své výjimečné chování, jako jsou koordinační sloučeniny s kovovými prvky, ve kterých jsou centrální atomy spojeny pouze vazbami pi.
vlastnosti
Charakteristiky, které odlišují pí vazby od jiných druhů interakcí mezi atomovými druhy, jsou popsány níže, počínaje skutečností, že tato vazba neumožňuje volný rotační pohyb atomů, jako jsou atomy uhlíku. Z tohoto důvodu, pokud dojde k rotaci atomů, dojde k přerušení vazby.
Podobně v těchto svazcích dochází k překrývání orbitálů skrze dvě rovnoběžné oblasti, čímž se dosáhne toho, že mají větší difuzi než sigma, a že jsou proto slabší.
Na druhou stranu, jak je uvedeno výše, pí vazba je vždy vytvářena mezi párem čistých atomových orbitálů; To znamená, že je vytvářen mezi orbitaly, které nepodstoupily hybridizační procesy, ve kterých je hustota elektronů soustředěna většinou nad a pod rovinou tvořenou kovalentní vazbou.
V tomto smyslu se mezi párem atomů může vyskytnout více než jedna vazba pí, vždy je doprovázena sigma vazbou (ve dvojných vazbách).
Podobně může existovat trojná vazba mezi dvěma sousedními atomy, která je tvořena dvěma pí vazbami v polohách, které tvoří roviny kolmé k sobě navzájem, a sigma vazbou mezi oběma atomy.
Příklady
Jak již bylo uvedeno, molekuly vytvořené z atomů spojených jednou nebo více pí vazbami mají vždy více vazeb; to znamená, dvojité nebo trojité.
Příkladem toho je ethylen molekula (H 2 C = CH 2), který se skládá z dvojné vazby; to je pí a sigma vazba mezi jeho atomy uhlíku, navíc k sigma vazbám mezi uhlíky a vodíky.
Molekula acetylenu (H - C = C - H) má mezi svými atomy uhlíku trojnou vazbu; to znamená, že dvě pí vazby tvoří kolmé roviny a jedna sigma vazba, navíc k jejich odpovídajícím vazbám uhlík-vodík sigma.
K dispozici jsou také pí vazby mezi cyklickými molekulami, jako je například benzen (C 6 H 6) a jeho deriváty, jejichž uspořádání vede k účinku zvaného rezonance, která umožňuje, aby hustota elektronů migrovat mezi atomy a poskytnout ji, mimo jiné, větší stabilita sloučeniny.
Pro ilustraci výše uvedených výjimek, případy molekuly dikarbonu (C = C, ve které oba atomy mají pár párovaných elektronů) a koordinační sloučeniny nazývané hexakarbonyl železo (představované jako Fe 2 (CO) 6), který je tvořen pouze vazbami pí mezi jeho atomy).
Reference
- Wikipedia. (sf). Pi svazek. Obnoveno z en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemie, deváté vydání. Mexiko: McGraw-Hill.
- ThoughtCo. (sf). Pi Bond Definition in Chemistry. Obnoveno z webu thinkco.com
- Britannica, E. (nd). Puto. Citováno z britannica.com
- LibreTexts. (sf). Sigma a Pi Bonds. Obnoveno z chem.libretexts.org
- Srivastava, AK (2008). Organic Chemistry Made Simple. Obnoveno z books.google.co.ve