ปี่ (π) พันธบัตรเป็นชนิดของพันธะโควาเลนโดดเด่นด้วยการป้องกันการเคลื่อนไหวการหมุนฟรีของอะตอมและมีต้นกำเนิดระหว่างคู่ของชนิดบริสุทธิ์ orbitals อะตอมในหมู่ลักษณะอื่น ๆ มีพันธะที่สามารถเกิดขึ้นระหว่างอะตอมโดยอิเล็กตรอนซึ่งทำให้พวกมันสร้างโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้นและซับซ้อนมากขึ้น: โมเลกุล
พันธะเหล่านี้อาจเป็นพันธุ์ที่แตกต่างกัน แต่สิ่งที่พบมากที่สุดในสาขาวิชานี้คือโควาเลนต์ พันธะโควาเลนต์เรียกอีกอย่างว่าพันธะโมเลกุลเป็นพันธะชนิดหนึ่งที่อะตอมเกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนร่วมกัน
สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากความต้องการของอะตอมในการแสวงหาความเสถียรจึงก่อตัวเป็นสารประกอบที่รู้จักกันมากที่สุด ในแง่นี้พันธะโควาเลนต์อาจเป็นแบบเดี่ยวคู่หรือสามก็ได้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของออร์บิทัลและจำนวนคู่ของอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันระหว่างอะตอมที่เกี่ยวข้อง
ด้วยเหตุนี้จึงมีพันธะโควาเลนต์สองประเภทที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมตามการวางแนวของออร์บิทัล ได้แก่ พันธะซิกมา (σ) และพันธะไพ (π)
สิ่งสำคัญคือต้องแยกความแตกต่างของพันธะทั้งสองเนื่องจากพันธะซิกมาเกิดขึ้นในพันธะเดี่ยวและไพในพันธะหลายพันธะระหว่างอะตอม (ใช้อิเล็กตรอนร่วมกันตั้งแต่สองตัวขึ้นไป)
มันเกิดขึ้นได้อย่างไร?
ในการอธิบายการก่อตัวของพันธะไพจะต้องกล่าวถึงกระบวนการของการผสมพันธ์ก่อนเนื่องจากมันเกี่ยวข้องกับพันธะที่สำคัญบางอย่าง
ไฮบริดไดเซชันเป็นกระบวนการที่สร้างออร์บิทัลอิเล็กทรอนิกส์แบบไฮบริด นั่นคือโดยที่ s และ p atomic sublevel Orbitals สามารถผสมกันได้ สิ่งนี้ทำให้เกิดการก่อตัวของวงโคจร sp, sp 2และ sp 3ซึ่งเรียกว่าลูกผสม
ในแง่นี้การก่อตัวของพันธะไพเกิดขึ้นเนื่องจากการทับซ้อนกันของแฉกคู่หนึ่งซึ่งเป็นของออร์บิทัลของอะตอมบนแฉกคู่อื่นที่อยู่ในออร์บิทัลซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอะตอมอื่น
การทับซ้อนกันของวงโคจรนี้เกิดขึ้นด้านข้างโดยการกระจายของอิเล็กตรอนส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่เหนือและใต้ระนาบที่เกิดจากนิวเคลียสของอะตอมที่ถูกผูกมัดและทำให้พันธะไพอ่อนกว่าพันธะซิกมา
เมื่อพูดถึงสมมาตรออร์บิทัลของยูเนี่ยนประเภทนี้ควรกล่าวถึงว่ามันมีค่าเท่ากับออร์บิทัลประเภท p ตราบเท่าที่สังเกตเห็นผ่านแกนที่เกิดจากพันธะ นอกจากนี้สหภาพแรงงานเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออร์บิทัล p
การก่อตัวของพันธะไพในสายพันธุ์เคมีที่แตกต่างกัน
เนื่องจากพันธะไพมักจะมาพร้อมกับพันธะหนึ่งหรือสองพันธะ (หนึ่งซิกมาหรืออีกไพและหนึ่งซิกมา) จึงมีความเกี่ยวข้องที่จะทราบว่าพันธะคู่ที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมของคาร์บอนสองอะตอม (ประกอบด้วยหนึ่งซิกมาและหนึ่งพันธะไพ) มี พลังงานพันธะต่ำกว่าสองเท่าของพันธะซิกมาระหว่างทั้งสอง
สิ่งนี้อธิบายได้จากความเสถียรของพันธะซิกมาซึ่งมากกว่าพันธะไพเนื่องจากการทับซ้อนกันของออร์บิทัลอะตอมในช่วงหลังเกิดขึ้นในลักษณะคู่ขนานในบริเวณด้านบนและด้านล่างของแฉกโดยสะสมการกระจายทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ห่างออกไป ของนิวเคลียสของอะตอม
แม้จะมีสิ่งนี้เมื่อพันธะไพและซิกมารวมกันพันธะหลายพันธะที่แข็งแกร่งจะเกิดขึ้นมากกว่าพันธะเดี่ยวซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยการสังเกตความยาวพันธะระหว่างอะตอมพันธะเดี่ยวและหลายพันธะ
มีสารเคมีบางชนิดที่ศึกษาเกี่ยวกับพฤติกรรมที่โดดเด่นเช่นสารประกอบโคออร์ดิเนชันกับธาตุโลหะซึ่งอะตอมกลางเชื่อมโยงกันด้วยพันธะไพเท่านั้น
ลักษณะเฉพาะ
ลักษณะที่แยกความแตกต่างของพันธะไพจากปฏิสัมพันธ์ประเภทอื่น ๆ ระหว่างชนิดของอะตอมมีอธิบายไว้ด้านล่างโดยเริ่มจากข้อเท็จจริงที่ว่าพันธะนี้ไม่อนุญาตให้มีการเคลื่อนที่แบบหมุนของอะตอมอย่างอิสระเช่นของคาร์บอน ด้วยเหตุนี้ถ้ามีการหมุนของอะตอมพันธะจึงแตก
ในทำนองเดียวกันในพันธะเหล่านี้การทับซ้อนกันระหว่างออร์บิทัลเกิดขึ้นผ่านบริเวณคู่ขนานทั้งสองทำให้เกิดการแพร่กระจายมากกว่าพันธะซิกมาและด้วยเหตุนี้จึงอ่อนกว่า
ในทางกลับกันดังที่กล่าวมาแล้วพันธะไพจะถูกสร้างขึ้นระหว่างออร์บิทัลอะตอมบริสุทธิ์คู่หนึ่งเสมอ ซึ่งหมายความว่ามันถูกสร้างขึ้นระหว่างออร์บิทัลที่ไม่ได้ผ่านกระบวนการผสมพันธุ์ซึ่งความหนาแน่นของอิเล็กตรอนส่วนใหญ่จะกระจุกตัวอยู่เหนือและใต้ระนาบที่เกิดจากพันธะโคเวเลนต์
ในแง่นี้ระหว่างอะตอมคู่หนึ่งอาจเกิดพันธะไพมากกว่าหนึ่งได้โดยจะมาพร้อมกับพันธะซิกมา (ในพันธะคู่) เสมอ
ในทำนองเดียวกันอาจมีพันธะสามเท่าระหว่างอะตอมที่อยู่ติดกันสองอะตอมซึ่งเกิดจากพันธะไพสองอันในตำแหน่งที่สร้างระนาบตั้งฉากกันและพันธะซิกมาระหว่างอะตอมทั้งสอง
ตัวอย่าง
ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้โมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมที่เชื่อมด้วยพันธะไพหนึ่งหรือหลายพันธะจะมีพันธะหลายพันธะเสมอ นั่นคือสองเท่าหรือสามเท่า
ตัวอย่างนี้คือโมเลกุลเอทิลีน (H 2 C = CH 2 ) ซึ่งประกอบด้วยพันธะคู่ นั่นคือไพและพันธะซิกมาระหว่างอะตอมของคาร์บอนนอกเหนือจากพันธะซิกมาระหว่างคาร์บอนและไฮโดรเจน
ในส่วนของมันโมเลกุลของอะเซทิลีน (H - C≡C - H) มีพันธะสามเท่าระหว่างอะตอมของคาร์บอน นั่นคือพันธะไพสองอันที่สร้างระนาบตั้งฉากและพันธะซิกมาอีกหนึ่งพันธะนอกเหนือจากพันธะซิกมาของคาร์บอน - ไฮโดรเจนที่สอดคล้องกัน
นอกจากนี้ยังมีพันธะไพระหว่างโมเลกุลแบบวัฏจักรเช่นเบนซีน (C 6 H 6 ) และอนุพันธ์ซึ่งการจัดเรียงส่งผลให้เกิดผลที่เรียกว่าเรโซแนนซ์ซึ่งช่วยให้ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนย้ายระหว่างอะตอมและให้มันเหนือสิ่งอื่นใด ความเสถียรของสารประกอบ
เพื่อเป็นตัวอย่างข้อยกเว้นที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้กรณีของโมเลกุล dicarbon นี้ (C = C ซึ่งในทั้งอะตอมมีคู่ของอิเล็กตรอนจับคู่) และการประสานงานที่เรียกว่าสารประกอบ hexacarbonyl เหล็ก (แสดงเป็นเฟ2 (CO) 6ที่ ซึ่งเกิดจากพันธะไพระหว่างอะตอมเท่านั้น)
อ้างอิง
- วิกิพีเดีย (เอสเอฟ) Pi พันธบัตร สืบค้นจาก en.wikipedia.org
- ช้าง, ร. (2550). เคมีรุ่นที่เก้า. เม็กซิโก: McGraw-Hill
- ThoughtCo (เอสเอฟ) นิยาม Pi Bond ในวิชาเคมี. กู้คืนจาก thoughtco.com
- บริแทนนิกา, E. (nd). Pi พันธบัตร สืบค้นจาก britannica.com
- LibreTexts (เอสเอฟ) ซิกม่าและพี่บอนด์ กู้คืนจาก chem.libretexts.org
- Srivastava, AK (2008). เคมีอินทรีย์ทำได้ง่าย กู้คืนจาก books.google.co.th