Pibindning
I kemi är pi-bindningar (π-bindningar) kovalenta kemiska bindningar där en elektrons banbana korsar (överlappar) en annan elektrons banbana. Elektronerna har en loppformad åttaformig bana (se bild). Det finns två överlappningsområden eftersom banorna överlappar varandra på båda loberna. Endast ett av banans nodalplan passerar genom båda de inblandade atomkärnorna.
Den grekiska bokstaven π i deras namn hänvisar till p-orbitaler. Orbitalsymmetrin hos pi-bindningen ser likadan ut som hos p-orbitalerna när man ser nedåt på bindningsaxeln. P-orbitaler har vanligtvis denna typ av bindning. D-orbitaler antas också använda pi-bindning, men detta är inte nödvändigtvis vad som händer i verkligheten. Idén om bindning av d-orbitaler passar in i teorin om hypervalens.
Pi-bindningar är vanligtvis svagare än Sigma-bindningar. Kvantmekaniken säger att detta beror på att banorna är parallella så att det finns mycket mindre överlappning mellan p-orbitalerna.
Pi-bindningar uppstår när två atomorbitaler är i kontakt med varandra genom två överlappningsområden. Pi-bindningar är mer utspridda bindningar än sigma-bindningar. Elektroner i pi-bindningar kallas ibland för pi-elektroner. Molekylära fragment som är sammanfogade genom en pi-bindning kan inte rotera runt den bindningen utan att pi-bindningen bryts. Rotationen förstör de parallella banorna för de två p-orbitalerna.
Elektronernas atom- och molekylorbitaler, som visar en pi-bindning längst ner till höger i bilden.
Två p-orbitaler som bildar en π-bindning.
Flera bindningar
Atomer som är sammanfogade med en dubbelbindning har en sigma-bindning och en pi-bindning. Om de är förenade genom en trippelbindning har de en sigma-bindning och två pi-bindningar.
En pi-bindning är svagare än en sigma-bindning, men kombinationen av pi- och sigma-bindning är starkare än endera bindningen för sig själv. Den extra styrkan hos en multipel bindning jämfört med en enkel (sigma-bindning) visas på många olika sätt. Det mest uppenbara är en minskning av bindningslängderna. I organisk kemi är t.ex. kol-kol-bindningslängderna i etan (154 pm), i eten (134 pm) och i acetylen (120 pm). Fler bindningar gör den totala bindningen kortare och starkare. Elektronkonfigurationen baseras på S-, P-, D- och f-block. S har 2 elektroner P har 6 elektroner D har 10 elektroner F har 14 elektroner.
|
|
|
|
| etan | acetylen |
Särskilda fall
Pi-bindningar förenar inte nödvändigtvis ett par atomer som också är sigma-bundna.
I vissa metallkomplex bildar pi-interaktioner mellan en metallatom och alkyne- och alken-pi antibindande orbitaler pi-bindningar.
I vissa fall av multipla bindningar mellan två atomer finns det ingen sigma-bindning alls, utan endast pi-bindningar. Som exempel kan nämnas diironhexakarbonyl (Fe2(CO) 6), dikarbon (C 2) och boran B 2H 2. I dessa föreningar har den centrala bindningen endast pi-bindning. För att få största möjliga överlappning av orbitalerna är bindningsavstånden mycket kortare än förväntat.
Frågor och svar
F: Vad är en pi bindning inom kemi?
S: En pi-bindning är en kovalent kemisk bindning där en elektrons orbitalbana korsar en annan elektrons bana, vilket skapar två överlappningsområden eftersom banorna överlappar varandra på båda loberna.
F: Vilken är den grekiska bokstaven i deras namn?
S: Den grekiska bokstaven i deras namn är π och den refererar till p-orbitaler.
F: Vilken orbitalsymmetri har pi-bindningen?
S: Pi-bindningens orbitalsymmetri ser likadan ut som p-orbitalens när man tittar längs bindningsaxeln, eftersom p-orbitaler vanligtvis har den här typen av bindning.
F: Varför är pi-bindningar vanligtvis svagare än sigma-bindningar?
S: Pi-bindningar är vanligtvis svagare än sigma-bindningar eftersom orbitalbanorna enligt kvantmekaniken är parallella, vilket innebär att det finns mycket mindre överlappning mellan p-orbitalerna.
F: När uppstår pi-bindningar?
S: Pi-bindningar uppstår när två atomorbitaler är i kontakt med varandra genom två överlappande områden.
F: Vad är pi-bindningar?
S: Pi-bindningar är mer utspridda bindningar än sigma-bindningar.
F: Kan molekylfragment som förenas av en pi-bindning rotera runt bindningen utan att bryta pi-bindningen?
S: Nej, molekylfragment som förenas av en pi-bindning kan inte rotera runt den bindningen utan att bryta pi-bindningen eftersom rotationen förstör de parallella banorna för de två p-orbitalerna.
