קשר pi (π) הוא סוג של קשר קוולנטי המאופיין במניעת תנועת הסיבוב החופשי של האטומים ועל ידי מקורו בין זוג אורביטלים אטומיים מסוג טהור, בין מוזרויות אחרות. ישנם קשרים הניתנים להיווצר בין אטומים על ידי האלקטרונים שלהם, המאפשרים להם לבנות מבנים גדולים ומורכבים יותר: מולקולות.
קשרים אלה יכולים להיות מסוגים שונים, אך הנפוצים ביותר בתחום לימודים זה הם קוולנטים. קשרים קוולנטיים, הנקראים גם קשרים מולקולריים, הם סוג של קשר בו האטומים המעורבים חולקים זוגות אלקטרונים.
זה יכול להתרחש בגלל הצורך של האטומים לחפש יציבות, ובכך ליצור את רוב התרכובות הידועות. במובן זה, קשרים קוולנטיים יכולים להיות יחידים, כפולים או משולשים, בהתאם לתצורת האורביטלים שלהם ומספר זוגות האלקטרונים המשותפים בין האטומים המעורבים.
זו הסיבה שישנם שני סוגים של קשרים קוולנטיים הנוצרים בין אטומים על בסיס אוריינטציה של האורביטלים שלהם: קשרי sigma (σ) וקשרים pi (π).
חשוב להבדיל בין שני הקשרים, מכיוון שקשר הסיגמא מתרחש בקשרים יחידים וה- pi בקשרים מרובים בין אטומים (שניים או יותר אלקטרונים משותפים).
איך הוא נוצר?
על מנת לתאר את היווצרות הקשר pi, ראשית יש לדון בתהליך ההכלאה, מכיוון שהוא מעורב בכמה קשרים חשובים.
הכלאה היא תהליך בו נוצרים אורביטלים אלקטרוניים היברידיים; כלומר, היכן שהאורביטלים המפלסיים התחתונים של s ו- p יכולים להתערבב. זה גורם להיווצרות sp sp, sp 2 ו- sp 3 אורביטלים , המכונים היברידיים.
במובן זה, היווצרות קשרי pi מתרחשת בזכות חפיפה של זוג אונות השייכות למסלול אטומי על זוג אונות אחרות שנמצאות במסלול שהוא חלק מאטום אחר.
חפיפה מסלולית זו מתרחשת לרוחב, לפיה התפוצה האלקטרונית מרוכזת ברובה מעל ומתחת למישור הנוצר על ידי גרעיני האטום המחוברים, וגורמת לקשרי ה- pi להיות חלשים יותר מאשר קשרי הסיגמה.
כאשר מדברים על סימטריה מסלולית של איחוד מסוג זה, יש להזכיר כי הוא שווה לזה של האורביטלים מסוג p כל עוד הוא נצפה דרך הציר שנוצר על ידי הקשר. יתרה מזאת, האיגודים הללו מורכבים ברובם מ orbitals p.
היווצרות של קשרי pi במינים כימיים שונים
מכיוון שקשרי pi מלווים תמיד בקשר אחד או שניים נוספים (sigma אחד או pi אחר ו- sigma אחד), רלוונטי לדעת כי הקשר הכפול הנוצר בין שני אטומי פחמן (המורכב מסיגמה אחת וקישור pi אחד) אנרגיית הקשר נמוכה מכפליים מסיגמא הקשר בין השניים.
זה מוסבר על ידי היציבות של קשר הסיגמה, שהוא גדול יותר מזה של הקשר pi מכיוון שחפיפה של אורביטלים אטומיים באחרון מתרחשת באופן מקביל באזורים שמעל לאונות ומתחת לאונות, וצוברים את התפוצה האלקטרונית בצורה רחוקה יותר. של גרעינים אטומיים.
למרות זאת, כאשר קשרי pi ו- sigma מתחברים, נוצר קשר מרובה חזק יותר מאשר הקשר היחיד עצמו, אותו ניתן לאמת על ידי התבוננות באורכי הקשר בין אטומי קשר בודדים ומרובים שונים.
ישנם כמה מינים כימיים הנחקרים על התנהגותם יוצאת הדופן, כמו תרכובות הקואורדינציה עם אלמנטים מתכתיים, שבהם האטומים המרכזיים קשורים רק באמצעות קשרי pi.
מאפיינים
המאפיינים המבדילים בין קשרי pi לבין סוגים אחרים של אינטראקציות בין מינים אטומיים מתוארים להלן, החל מהעובדה כי קשר זה אינו מאפשר תנועה סיבובית חופשית של אטומים, כמו אלה של פחמן. מסיבה זו, אם יש סיבוב האטומים, הקשר נשבר.
באופן דומה, בקשרים אלה החפיפה בין האורביטלים מתרחשת דרך שני אזורים מקבילים, ומשיגה שיש להם דיפוזיה גדולה יותר מקשרי הסיגמה ושמסיבה זו הם חלשים יותר.
מצד שני, כאמור, הקשר pi נוצר תמיד בין זוג אורביטלים אטומיים טהורים; המשמעות היא שהיא נוצרת בין אורביטלים שלא עברו תהליכי הכלאה, בהם צפיפות האלקטרונים מרוכזת בעיקר מעל ומתחת למישור שנוצר על ידי הקשר הקוונטי.
במובן זה, בין זוג אטומים יכולים להופיע יותר מקשרי pi אחד, תמיד מלווים בקשר sigma (בקשרים הכפולים).
באופן דומה, יכול להיות קשר משולש בין שני אטומים סמוכים, אשר נוצר על ידי שני קשרי pi בתנוחות היוצרות מישורים בניצב זה לזה וקשר sigma בין שני האטומים.
דוגמאות
כאמור, למולקולות המורכבות מאטומים שהצטרפו אליהן קשר אחד או יותר יש תמיד קשרים מרובים; כלומר כפול או משולש.
דוגמה לכך היא מולקולת אתילן (H 2 C = CH 2 ), אשר מורכב של קשר כפול; כלומר, קשר בין פי וסיגמה בין אטומי הפחמן שלו, בנוסף לקשרי הסיגמה בין הפחמנים להידרוגנים.
מולקולת האצטילן (H - C≡C - H) מצידה יש קשר משולש בין אטומי הפחמן שלה; כלומר, שני קשרי pi היוצרים מישורים בניצב וקשר סיגמא אחד, בנוסף לקשרים הסיגמא הפחמנית-מימן שלהם.
ישנם גם אג"ח pi בין מולקולות מחזורית, כגון בנזן (C 6 H 6 ) ונגזרותיו, תוצאות ההסדר אשר ב אפקט הקרוי תהודה, המאפשרת צפיפות אלקטרונים לנדוד בין האטומים אינם מקנים לה, בין היתר, גדול יציבות למתחם.
כדי להמחיש את החריגים שהוזכרו קודם, המקרים של מולקולת הדקרבון (C = C, שבהם יש לשני האטומים זוג אלקטרונים מזווגים), ותרכובת הקואורדינציה הנקראת הברזל הקסקרבוניל (מיוצג כ- Fe 2 (CO) 6 , אשר נוצר רק על ידי קשרי pi בין האטומים שלו).
הפניות
- ויקיפדיה. (sf). קשר Pi. התאושש מ- en.wikipedia.org
- צ'אנג, ר '(2007). כימיה, מהדורה תשיעית. מקסיקו: מקגרו-היל.
- מחשבה. (sf). הגדרת פי בונד בכימיה. התאושש מ- thoughtco.com
- בריטניקה, א '(נ'). קשר Pi. נשלח מ- britannica.com
- LibreTexts. (sf). אג"ח סיגמא ופי. התאושש ב- chem.libretexts.org
- Srivastava, AK (2008). כימיה אורגנית פשוטה. התאושש מ- books.google.co.ve