Π結合
化学では、π結合（π結合）とは、一方の電子の軌道の軌道が他方の電子の軌道と交差（重なり）する共有結合のことをいいます。電子は八つのパスのローブ状の図形を持っています（図参照）。両方のローブ上でパスが重なっているので、重なっている部分が2つあります。軌道の結節面のうちの1つだけが、関与する核の両方を通過する。
その名前のギリシャ文字πはp軌道を指します。π結合の軌道対称性は、結合軸を下に見たときにp軌道と同じように見えます。p軌道は通常このような結合を持っています。d軌道もπ結合を利用することが想定されていますが、必ずしも現実にはこのようなことが起こるわけではありません。結合d軌道のアイデアは、超原子価の理論に収まる。
パイ結合は通常、シグマ結合よりも弱いです。量子力学は、軌道パスが平行なので、p軌道の間にはるかに少ない重複があるので、これは言う。
パイ結合は、2つの原子軌道が重なり合う2つの領域を介して接触したときに起こります。パイ結合は、シグマ結合よりも広がりのある結合です。π結合の電子は、π電子と呼ばれることもあります。π結合で結合した分子断片は、π結合を壊さずにその結合について回転することができません。回転は、2つのp軌道の平行な経路を破壊する。
π結合を形成する2つのp軌道。
電子の原子軌道と分子軌道、写真の右下にπ結合を示しています。
複数の債券
二重結合で結合した原子は、1つのシグマ結合と1つのπ結合を持っています。トリプル結合で結合している場合は、1つのシグマ結合と2つのπ結合を持っています。
π結合はシグマ結合よりも弱いが、πとシグマ結合の組み合わせは、それ自体ではどちらかの結合よりも強い。単一の結合（シグマ結合）に対する多重結合の余分な強さは、多くの方法で示されています。最も明白なのは、結合長の収縮です。例えば、有機化学では、炭素-炭素結合の長さは、エタン（154 pm）、エチレン（134 pm）、アセチレン（120 pm）です。結合が多ければ多いほど、総結合は短く、強くなります。電子配置は、S,P,D,f -Blockに基づいています。Sは2個の電子を持ち、Pは6個の電子を持ち、Dは10個の電子を持ち、Fは14個の電子を持ちます。
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| エタン | アセチレン |
特殊なケース
π結合は、必ずしもシグマ結合でもある原子の対に結合するとは限らない。
特定の金属錯体において、金属原子とアルキンおよびアルケンのπ反結合軌道との間のπ相互作用は、π結合を形成する。
2つの原子間に複数の結合がある場合には、シグマ結合は全く存在せず、π結合のみが存在する場合もある。例としては、ジイロンヘキサカルボニル(Fe2(CO)6)、ジカルボン(C2)、およびボランB2H2が挙げられる。これらの化合物では、中心結合はπ結合のみを有する。最も軌道の重なりを得るためには、結合距離は予想よりもはるかに短いです。
質問と回答
Q: 化学におけるπ結合とは何ですか?
A: π結合とは、共有結合の化学結合で、ある電子の軌道が別の電子の軌道と交差し、両葉で軌道が重なるため2つの領域ができるものです。
Q:彼らの名前に言及されているギリシャ文字は何ですか?
A: ギリシャ語でπといい、p軌道を指します。
Q:π結合の軌道の対称性は?
A:π結合の軌道対称性は、結合軸を下に見たときにp軌道と同じに見えます。
Q: なぜπ結合は通常シグマ結合より弱いのですか?
A: 量子力学では、軌道が平行であるため、p軌道間の重なりが少ないためです。
Q: π結合はどのようなときに起こるのですか?
A: π結合は、2つの原子軌道が2つの重なり合う部分を通して接触しているときに起こります。
Q: π結合とは何ですか?
A: π結合は、シグマ結合よりも広がった結合です。
Q: π結合で結合した分子片は、π結合を壊さずにその結合を中心に回転することができますか?
A: いいえ、π結合で結ばれた分子片は、π結合を壊さずにその結合を中心に回転することはできません。回転は2つのp軌道の平行な経路を破壊してしまうためです。
