Pii-ühendus
Pi-sidemed (π-sidemed) on keemias kovalentsed keemilised sidemed, kus ühe elektroni orbitaalirada ristub (kattub) teise elektroni orbitaaliga. Elektronidel on kaheksakandiline rada (vt. joonis). Kattumisalasid on kaks, sest radade kattuvad mõlemad lobid. Ainult üks orbitaali sõlmpunktide tasanditest läbib mõlemat kaasatud tuuma.
Kreeka täht π nende nimes viitab p-orbitaalidele. Pii-sidemete orbitaalide sümmeetria näeb sidemeteljel vaadatuna välja nagu p-orbitaal. P-orbitaalidel on tavaliselt selline side. D-orbitaalide puhul eeldatakse samuti pi-ühendust, kuid see ei pruugi tegelikkuses nii olla. D-orbitaalide sidumise idee sobib kokku hüpervalentsuse teooriaga.
Pi sidemed on tavaliselt nõrgemad kui sigma sidemed. Kvantmehaanika ütleb, et see on tingitud sellest, et orbitaalide teed on paralleelsed, nii et p-orbitaalide vahel on palju vähem kattumist.
Pi-sidemed tekivad siis, kui kaks aatomi orbitaali puutuvad kokku kahe kattuva ala kaudu. Pi-sidemed on hajutatumad sidemed kui sigma-sidemed. Pi-sidemete elektrone nimetatakse mõnikord pi-elektronideks. Pi-sidemega ühendatud molekulaarfragmendid ei saa selle sideme ümber pöörelda ilma pi-sidet lõhkumata. Pöörlemine hävitab kahe p-orbitaali paralleelsed teed.
Aatomi ja molekuli elektronorbitaalid, mille paremal allosas on kujutatud pi-side.
Kaks p-orbitaali moodustavad π-sideme.
Mitu sidet
Aatomitel, mis on ühendatud kaksiksidemega, on üks sigma- ja üks pi-side. Kui nad on ühendatud kolmiksidemega, on neil üks sigma- ja kaks pi-sidet.
Pii-side on nõrgem kui sigma-side, kuid pi- ja sigma-side kombinatsioon on tugevam kui kumbki side eraldi. Mitmekordse sideme lisatugevus võrreldes ühekordse (sigma sidemega) on näidatud mitmel viisil. Kõige ilmsem on sideme pikkuse vähenemine. Näiteks orgaanilises keemias on süsinik-süsinik sidemete pikkused etaanis (154 pm), etüleenis (134 pm) ja atsetüleenis (120 pm). Rohkem sidemeid muudab kogu sideme lühemaks ja tugevamaks. Elektrooniline konfiguratsioon põhineb S,P,D,ja f -blokil. S-l on 2 elektroni P-l on 6 elektroni D-l on 10 elektroni F-l on 14 elektroni.
|
|
|
|
| etaan | atsetüleen |
Erijuhtumid
Pi-sidemed ei ühenda tingimata paari aatomeid, mis on samuti sigmasidemed.
Teatud metallikompleksides moodustavad metalli aatomi ja alküüni ja alkeeni pi-antisideme orbitaalide vahelised pi-sidemed.
Mõnel juhul, kui kahe aatomi vahel on mitu sidet, ei ole üldse sigma sidet, vaid ainult pi sidemed. Näidetena võib tuua diraatheksa-karboonüüli (Fe2(CO) 6), dikarbonüüli (C 2) ja booraani B 2H 2. Nendes ühendites on keskne side ainult pi-sidemetega. Selleks, et saavutada võimalikult suur orbitaalide kattuvus, on sidemete vahemaad oodatust palju lühemad.
Küsimused ja vastused
K: Mis on keemias pi-ühendus?
V: Pi-side on kovalentne keemiline side, kus ühe elektroni orbitaalirada ristub teise elektroni orbitaaliga, tekitades kaks kattumisala, kuna radad kattuvad mõlemal lobil.
K: Millisele kreeka kirjale viitab nende nimi?
V: Kreeka täht, millele nende nimes viidatakse, on π ja see viitab p-orbitaalidele.
K: Milline on pi-sidemete orbitaalide sümmeetria?
V: Pi sideme orbitaalsümmeetria näeb sidemeteljel vaadatuna välja nagu p orbitaal, sest p orbitaalidel on tavaliselt selline sidemete paigutus.
K: Miks on pi-sidemed tavaliselt nõrgemad kui sigma-sidemed?
V: Pi sidemed on tavaliselt nõrgemad kui sigma sidemed, sest kvantmehaanika kohaselt on orbitaalide teekonnad paralleelsed, seega on p-orbitaalide kattuvus palju väiksem.
K: Millal tekivad pi-sidemed?
V: Pi-sidemed tekivad siis, kui kaks aatomi orbitaali puutuvad kokku kahe kattumisala kaudu.
K: Mis on pi-sidemed?
V: Pi-sidemed on hajutatumad sidemed kui sigma-sidemed.
K: Kas pi-sidemega ühendatud molekulaarfragmendid võivad selle sideme ümber pöörelda, ilma et pi-side puruneks?
V: Ei, pi-sidemega ühendatud molekulaarfragmendid ei saa selle sideme ümber pöörelda ilma pi-sidet lõhkumata, sest pöörlemine hävitab kahe p-orbitaali paralleelsed teed.
