Δεσμός π

Στη χημεία, οι δεσμοί π (π δεσμοί) είναι ομοιοπολικοί χημικοί δεσμοί όπου η τροχιακή πορεία ενός ηλεκτρονίου διασταυρώνεται (επικαλύπτεται) με την τροχιακή πορεία ενός άλλου ηλεκτρονίου. Τα ηλεκτρόνια έχουν μια διαδρομή σε σχήμα λοβού σχήματος οκτώ (βλ. εικόνα). Υπάρχουν δύο περιοχές επικάλυψης, καθώς οι διαδρομές επικαλύπτονται και στους δύο λοβούς. Μόνο ένα από τα κομβικά επίπεδα της τροχιάς διέρχεται και από τους δύο εμπλεκόμενους πυρήνες.

Το ελληνικό γράμμα π στο όνομά τους αναφέρεται στα τροχιακά p. Η συμμετρία του τροχιακού του δεσμού π μοιάζει με το τροχιακό π όταν το βλέπουμε κατά μήκος του άξονα του δεσμού. Τα τροχιακά p έχουν συνήθως αυτό το είδος δεσμού. Τα τροχιακά D υποτίθεται επίσης ότι χρησιμοποιούν δεσμό π, αλλά αυτό δεν είναι απαραίτητα αυτό που συμβαίνει στην πραγματικότητα. Η ιδέα του δεσμού των d τροχιακών ταιριάζει με τη θεωρία της υπερσθένειας.

Οι δεσμοί π είναι συνήθως ασθενέστεροι από τους δεσμούς σίγμα. Η κβαντομηχανική λέει ότι αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι τροχιές των τροχιακών είναι παράλληλες, οπότε υπάρχει πολύ μικρότερη επικάλυψη μεταξύ των p-τροχιακών.

Οι δεσμοί πι συμβαίνουν όταν δύο ατομικά τροχιακά έρχονται σε επαφή μέσω δύο περιοχών επικάλυψης. Οι δεσμοί π είναι πιο απλωμένοι δεσμοί από τους δεσμούς σίγμα. Τα ηλεκτρόνια στους δεσμούς π καλούνται μερικές φορές ηλεκτρόνια π. Τα μοριακά θραύσματα που ενώνονται με δεσμό π δεν μπορούν να περιστραφούν γύρω από τον δεσμό αυτό χωρίς να σπάσει ο δεσμός π. Η περιστροφή καταστρέφει τις παράλληλες διαδρομές των δύο τροχιακών π.

Ηλεκτρονιακά ατομικά και μοριακά τροχιακά, όπου φαίνεται ένας δεσμός πι στο κάτω δεξιά μέρος της εικόνας.

Δύο p-τροχιακά που σχηματίζουν έναν π-δεσμό.

Πολλαπλοί δεσμοί

Τα άτομα που ενώνονται με διπλό δεσμό έχουν έναν δεσμό σίγμα και έναν δεσμό πι. Εάν ενώνονται με τριπλό δεσμό έχουν έναν δεσμό σίγμα και δύο δεσμούς π.

Ένας δεσμός π είναι ασθενέστερος από έναν δεσμό σίγμα, αλλά ο συνδυασμός των δεσμών π και σίγμα είναι ισχυρότερος από οποιονδήποτε δεσμό από μόνο του. Η επιπλέον δύναμη ενός πολλαπλού δεσμού έναντι ενός απλού (δεσμός σίγμα) φαίνεται με πολλούς τρόπους. Ο πιο προφανής είναι η συρρίκνωση του μήκους του δεσμού. Για παράδειγμα, στην οργανική χημεία, τα μήκη των δεσμών άνθρακα-άνθρακα είναι στο αιθάνιο (154 pm), στο αιθυλένιο (134 pm) και στο ακετυλένιο (120 pm). Περισσότεροι δεσμοί καθιστούν τον συνολικό δεσμό μικρότερο και ισχυρότερο. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση βασίζεται στα S,P,D,και f -Block. S έχει 2 ηλεκτρόνια P έχει 6 ηλεκτρόνια D έχει 10 ηλεκτρόνια F έχει 14 ηλεκτρόνια


αιθάνιο	αιθυλένιο	ασετυλίνη

Ειδικές περιπτώσεις

Οι δεσμοί π δεν ενώνουν απαραίτητα ένα ζεύγος ατόμων που είναι επίσης συνδεδεμένα με δεσμούς σίγμα.

Σε ορισμένα σύμπλοκα μετάλλων, οι αλληλεπιδράσεις π μεταξύ ενός ατόμου μετάλλου και των αντιδεσμικών τροχιακών π αλκυνίου και αλκενίου σχηματίζουν δεσμούς π.

Σε ορισμένες περιπτώσεις πολλαπλών δεσμών μεταξύ δύο ατόμων, δεν υπάρχει καθόλου δεσμός σίγμα, αλλά μόνο δεσμοί π. Παραδείγματα περιλαμβάνουν το εξακαρβονυλικό διένυδρο (Fe₂(CO) ₆), το δικαρβονυλικό (C ₂) και το βοράνιο B ₂H ₂. Σε αυτές τις ενώσεις ο κεντρικός δεσμός έχει μόνο δεσμούς π. Προκειμένου να επιτευχθεί η μεγαλύτερη δυνατή επικάλυψη τροχιακών, οι αποστάσεις των δεσμών είναι πολύ μικρότερες από τις αναμενόμενες.

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Τι είναι ο δεσμός πι στη χημεία;

A: Ένας δεσμός π είναι ένας ομοιοπολικός χημικός δεσμός όπου η τροχιακή πορεία ενός ηλεκτρονίου διασταυρώνεται με την πορεία ενός άλλου, δημιουργώντας δύο περιοχές επικάλυψης, καθώς οι τροχιές επικαλύπτονται και στους δύο λοβούς.

Ερ: Ποιο είναι το ελληνικό γράμμα που αναφέρεται στο όνομά τους;

Α: Το ελληνικό γράμμα που αναφέρεται στο όνομά τους είναι το π και αναφέρεται στα τροχιακά p.

Ερ: Ποια είναι η τροχιακή συμμετρία του δεσμού π;

Α: Η τροχιακή συμμετρία του δεσμού π μοιάζει με το τροχιακό π όταν το βλέπουμε κατά μήκος του άξονα του δεσμού, καθώς τα τροχιακά π έχουν συνήθως αυτό το είδος δεσμού.

Ερ: Γιατί οι δεσμοί π είναι συνήθως ασθενέστεροι από τους δεσμούς σίγμα;

Α: Οι δεσμοί π είναι συνήθως ασθενέστεροι από τους δεσμούς σίγμα επειδή σύμφωνα με την κβαντομηχανική, οι τροχιές των τροχιακών είναι παράλληλες, οπότε υπάρχει πολύ μικρότερη επικάλυψη μεταξύ των p-τροχιακών.

Ερ: Πότε συμβαίνουν οι δεσμοί π;

Α: Οι δεσμοί π συμβαίνουν όταν δύο ατομικά τροχιακά έρχονται σε επαφή μέσω δύο περιοχών επικάλυψης.

Ερ: Τι είναι οι δεσμοί π;

Α: Οι δεσμοί π είναι πιο απλωμένοι δεσμοί από τους δεσμούς σίγμα.

Ερ: Μπορούν μοριακά θραύσματα που ενώνονται με δεσμό π να περιστραφούν γύρω από τον δεσμό αυτό χωρίς να σπάσει ο δεσμός π;

Α: Όχι, τα μοριακά θραύσματα που ενώνονται με δεσμό π δεν μπορούν να περιστραφούν γύρω από αυτόν τον δεσμό χωρίς να σπάσει ο δεσμός π, καθώς η περιστροφή καταστρέφει τις παράλληλες διαδρομές των δύο τροχιακών π.