Väzba pí

V chémii sú väzby typu pi (π väzby) kovalentné chemické väzby, v ktorých sa dráha jedného elektrónu križuje (prekrýva) s dráhou iného elektrónu. Elektróny majú dráhu v tvare laloku osmičky (pozri obrázok). Existujú dve oblasti prekrývania, pretože dráhy sa prekrývajú na oboch lalokoch. Iba jedna z uzlových rovín orbitalu prechádza oboma zúčastnenými jadrami.

Grécke písmeno π v ich názve označuje p orbitály. Symetria orbitálu väzby pi vyzerá rovnako ako orbitál p pri pohľade na os väzby. P orbitály majú zvyčajne tento druh väzby. Predpokladá sa, že aj D orbitály využívajú väzbu pi, ale v skutočnosti sa tak nemusí nevyhnutne diať. Myšlienka väzbových d orbitálov zapadá do teórie hypervalencie.

Väzby pí sú zvyčajne slabšie ako väzby sigma. Kvantová mechanika hovorí, že je to preto, lebo dráhy orbitálov sú paralelné, takže sa p-orbitály oveľa menej prekrývajú.

K väzbe pí dochádza, keď sa dva atómové orbitaly dotýkajú prostredníctvom dvoch oblastí prekrývania. Väzby pí sú viac rozptýlené ako väzby sigma. Elektróny vo väzbách pí sa niekedy nazývajú elektróny pí. Molekulové fragmenty spojené väzbou pí sa nemôžu otáčať okolo tejto väzby bez porušenia väzby pí. Rotácia zničí paralelné dráhy dvoch p orbitálov.

Elektrónové atómové a molekulové orbitaly, znázorňujúce väzbu pí v pravej dolnej časti obrázka.

Dva p-orbitály tvoriace väzbu π.

Viacnásobné väzby

Atómy spojené dvojitou väzbou majú jednu sigma väzbu a jednu pi väzbu. Ak sú spojené trojnou väzbou, majú jednu sigma väzbu a dve pi väzby.

Väzba pí je slabšia ako väzba sigma, ale kombinácia väzieb pí a sigma je silnejšia ako každá z nich sama o sebe. Dodatočná pevnosť viacnásobnej väzby v porovnaní s jednoduchou (sigma väzbou) sa prejavuje mnohými spôsobmi. Najzjavnejším je skrátenie dĺžky väzby. Napríklad v organickej chémii sú dĺžky väzieb uhlík-uhlík v etáne (154 pm), v etyléne (134 pm) a v acetyléne (120 pm). Viac väzieb spôsobuje, že celková väzba je kratšia a pevnejšia. Elektronická konfigurácia je založená na S,P,D a f -bloku. S má 2 elektróny P má 6 elektrónov D má 10 elektrónov F má 14 elektrónov


etán	etylén	acetylén

Špeciálne prípady

Väzby pí nemusia nevyhnutne spájať dvojicu atómov, ktoré sú tiež viazané sigma väzbou.

V niektorých komplexoch kovov vznikajú pi interakcie medzi atómom kovu a alkynovými a alkenovými pi antiväzbovými orbitálmi, ktoré vytvárajú pi väzby.

V niektorých prípadoch viacnásobných väzieb medzi dvoma atómami neexistuje sigma väzba, ale len väzba pí. Príkladom je hexakarbonyl diirónu (Fe₂(CO) ₆), dikarbon (C ₂) a borán B ₂H ₂. V týchto zlúčeninách má centrálna väzba len väzbu pi. Aby sa dosiahlo čo najväčšie prekrývanie orbitálov, vzdialenosti väzieb sú oveľa kratšie, ako sa očakáva.

Otázky a odpovede

Otázka: Čo je v chémii väzba pí?

Odpoveď: Väzba pi je kovalentná chemická väzba, pri ktorej sa dráha orbitalu jedného elektrónu križuje s dráhou druhého, čím vznikajú dve oblasti prekrytia, pretože dráhy sa na oboch lalokoch prekrývajú.

Otázka: Na aké grécke písmeno sa odkazuje v ich názve?

Odpoveď: Grécke písmeno uvedené v ich názve je π a vzťahuje sa na p orbitaly.

Otázka: Aká je orbitálna symetria väzby pi?

Odpoveď: Orbitálna symetria väzby pi vyzerá rovnako ako orbitál p, keď sa pozeráme po osi väzby, pretože orbitály p majú zvyčajne takýto druh väzby.

Otázka: Prečo sú väzby pi zvyčajne slabšie ako väzby sigma?

Odpoveď: Väzby pí sú zvyčajne slabšie ako väzby sigma, pretože podľa kvantovej mechaniky sú dráhy orbitálov rovnobežné, takže sa p-orbitály oveľa menej prekrývajú.

Otázka: Kedy vznikajú väzby pí?

Odpoveď: K väzbám pí dochádza, keď sa dva atómové orbitály dotýkajú prostredníctvom dvoch oblastí prekrytia.

Otázka: Čo sú to väzby pí?

Odpoveď: Väzby pí sú rozptýlenejšie väzby ako väzby sigma.

Otázka: Môžu sa molekulové fragmenty spojené väzbou pí otáčať okolo tejto väzby bez toho, aby sa väzba pí porušila?

Odpoveď: Nie, molekulové fragmenty spojené väzbou pí nemôžu rotovať okolo tejto väzby bez porušenia väzby pí, pretože rotácia zničí paralelné dráhy dvoch p orbitálov.