Pi-binding
I kemi er pi-bindinger (π-bindinger) kovalente kemiske bindinger, hvor den ene elektrons orbitalbane krydser (overlapper) den anden elektrons bane. Elektronerne har en lobeformet ottetalsbane (se billede). Der er to overlapningsområder, da banerne overlapper hinanden på begge lober. Kun et af banens knudeplaner går gennem begge de involverede kerner.
Det græske bogstav π i deres navn henviser til p-orbitaler. Orbitalsymmetrien i pi-bindingen ser ud som p-orbitalet, når man ser nedad på bindingsaksen. P-orbitaler har normalt denne form for binding. D-orbitaler antages også at anvende pi-binding, men det er ikke nødvendigvis det, der sker i virkeligheden. Ideen om d-orbitalbindinger passer til teorien om hypervalens.
Pi-bindinger er normalt svagere end sigma-bindinger. Kvantemekanikken siger, at dette skyldes, at orbitalbanerne er parallelle, så der er meget mindre overlapning mellem p-orbitalerne.
Pi-bindinger opstår, når to atomorbitaler er i kontakt med hinanden gennem to overlapningsområder. Pi-bindinger er mere spredte bindinger end sigma-bindinger. Elektroner i pi-bindinger kaldes undertiden pi-elektroner. Molekylære fragmenter, der er forbundet af en pi-binding, kan ikke rotere om denne binding uden at bryde pi-bindingen. Rotationen ødelægger de to p-orbitalers parallelle baner.
Atom- og molekylorbitaler med elektroner, der viser en pi-binding nederst til højre i billedet.
To p-orbitaler, der danner en π-binding.
Flere bindinger
Atomer, der er forbundet med en dobbeltbinding, har en sigma-binding og en pi-binding. Hvis de er forbundet med en trippelbinding, har de en sigmabinding og to pi-bindinger.
En pi-binding er svagere end en sigma-binding, men kombinationen af pi- og sigma-bindinger er stærkere end hver enkelt binding for sig selv. Den ekstra styrke af en flerbinding i forhold til en enkelt (sigma-binding) kan vises på mange måder. Den mest indlysende er en sammentrækning af bindingslængderne. I organisk kemi er f.eks. længden af kulstof-kulstof-bindinger i ethan (154 pm), i ethylen (134 pm) og i acetylen (120 pm). Flere bindinger gør den samlede binding kortere og stærkere. Elektronisk konfiguration er baseret på S,P,D og f -Blok. S har 2 elektroner P har 6 elektroner D har 10 elektroner F har 14 elektroner
|
|
|
|
| Ethan | acetylen |
Særlige tilfælde
Pi-bindinger forbinder ikke nødvendigvis et par atomer, der også er sigma-bundne.
I visse metalkomplekser danner pi-interaktioner mellem et metalatom og alkyne- og alken-pi-antibindingsorbitaler pi-bindinger.
I nogle tilfælde med flere bindinger mellem to atomer er der slet ikke nogen sigma-binding, men kun pi-bindinger. Som eksempler kan nævnes diironhexacarbonyl (Fe2(CO) 6), dicarbon (C 2) og boran B 2H 2. I disse forbindelser har den centrale binding kun pi-binding. For at få mest mulig orbitaloverlapning er bindingsafstanden meget kortere end forventet.
Spørgsmål og svar
Q: Hvad er en pi-binding i kemi?
A: En pi-binding er en kovalent kemisk binding, hvor den ene elektrons bane krydser den anden elektrons bane og skaber to områder med overlapning, da banerne overlapper hinanden på begge lober.
Q: Hvad er det græske bogstav, der henvises til i deres navn?
A: Det græske bogstav, der henvises til i deres navn, er π, og det henviser til p-orbitaler.
Q: Hvad er pi-bindingens orbitale symmetri?
A: Orbitalsymmetrien for pi-bindingen ser ud som p-orbitalet, når man ser ned ad bindingsaksen, da p-orbitaler normalt har denne form for binding.
Q: Hvorfor er pi-bindinger normalt svagere end sigma-bindinger?
A: Pi-bindinger er normalt svagere end sigma-bindinger, fordi orbitalbanerne ifølge kvantemekanikken er parallelle, så der er meget mindre overlapning mellem p-orbitalerne.
Q: Hvornår opstår pi-bindinger?
A: Pi-bindinger opstår, når to atomare orbitaler er i kontakt med hinanden gennem to overlappende områder.
Q: Hvad er pi-bindinger?
A: Pi-bindinger er mere spredte bindinger end sigma-bindinger.
Q: Kan molekylære fragmenter, der er forbundet med en pi-binding, rotere om denne binding uden at bryde pi-bindingen?
A: Nej, molekylære fragmenter, der er forbundet med en pi-binding, kan ikke rotere om denne binding uden at bryde pi-bindingen, da rotationen ødelægger de to p-orbitalers parallelle baner.
