Pi saite
Ķīmijā pi saites (π saites) ir kovalentas ķīmiskās saites, kurās viena elektrona orbitālais ceļš krustojas (pārklājas) ar cita elektrona orbitālo ceļu. Elektroniem ir astoņstūra formas ceļš (sk. attēlu). Ir divas pārklāšanās zonas, jo ceļi pārklājas abās daivās. Tikai viena no orbītas mezgla plaknēm šķērso abus iesaistītos kodolus.
Grieķu burts π to nosaukumā apzīmē p orbitāles. Pi saites orbitāļu simetrija izskatās tāda pati kā p orbitālei, ja skatās uz leju no saites ass. P orbitālēm parasti ir šāda veida saite. Tiek pieņemts, ka arī D orbitāles izmanto pi saiti, bet tas ne vienmēr notiek realitātē. Ideja par d orbitāļu savienošanu atbilst hipervalences teorijai.
Pi saites parasti ir vājākas nekā sigma saites. Kvantu mehānikā teikts, ka tas ir tāpēc, ka orbitāļu ceļi ir paralēli, tāpēc p orbitāļu pārklāšanās ir daudz mazāka.
Pi saites veidojas, kad divas atomu orbitāles saskaras divās pārklāšanās zonās. Pi saites ir vairāk izkliedētas nekā sigma saites. Pi saites elektronus dažkārt sauc par pi elektroniem. Molekulārie fragmenti, kas savienoti ar pi saiti, nevar rotēt ap šo saiti, nepārtraucot pi saiti. Rotācija izjauc divu p orbitāļu paralēlos ceļus.
Elektronu atomu un molekulu orbitāles, attēla apakšējā labajā pusē redzama pi saite.
Divas p-orbitāles, kas veido π-saiti.
Vairākas saites
Atomiem, kas savienoti ar dubultsaiti, ir viena sigma saite un viena pi saite. Ja tos savieno trīskāršā saite, tiem ir viena sigma saite un divas pi saites.
Pi saite ir vājāka nekā sigma saite, bet pi un sigma saites kombinācija ir stiprāka nekā jebkura no tām atsevišķi. Vairāku saišu papildu stiprība salīdzinājumā ar vienu (sigma saiti) izpaužas dažādos veidos. Acīmredzamākais ir saites garuma samazināšanās. Piemēram, organiskajā ķīmijā oglekļa-oglekļa saites garums ir etānā (154 pm), etilēnā (134 pm) un acetilēnā (120 pm). Vairāk saišu padara kopējo saiti īsāku un stiprāku. Elektroniskās konfigurācijas pamatā ir S, P, D un f bloki. S ir 2 elektroni P ir 6 elektroni D ir 10 elektroni F ir 14 elektroni.
|
|
|
|
| etāns | acetilēns |
Īpašie gadījumi
Pi saites ne vienmēr savieno atomu pāri, kas ir saistīti arī ar sigma saitēm.
Atsevišķos metālu kompleksos pi mijiedarbība starp metāla atomu un alkīna un alkēna pi antisaistes orbitāli veido pi saites.
Dažos gadījumos, kad starp diviem atomiem ir vairākas saites, sigma saites vispār nav, ir tikai pi saites. Kā piemēru var minēt diironheksakarbonilu (Fe2(CO) 6), dikarbonilu (C ) 2un borānu B 2H 2. Šajos savienojumos centrālajai saitei ir tikai pi saite. Lai panāktu pēc iespējas lielāku orbitāļu pārklāšanos, saišu attālumi ir daudz īsāki, nekā gaidīts.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ķīmijā ir pi saite?
A: Pi saite ir kovalenta ķīmiskā saite, kurā viena elektrona orbitālais ceļš krustojas ar otra elektrona orbitālo ceļš, radot divas pārklāšanās zonas, jo ceļi pārklājas abās šķautnēs.
J: Kāds ir grieķu burts, kas minēts to nosaukumā?
A: Grieķu burts to nosaukumā ir π, un tas attiecas uz p orbitāli.
J: Kāda ir pi saites orbitāļu simetrija?
A: Pi saites orbitāļu simetrija izskatās tāpat kā p orbitālei, ja skatāmies uz leju pa saites asi, jo p orbitāles parasti ir šāda veida saites.
J: Kāpēc pi saites parasti ir vājākas nekā sigma saites?
A: Pi saites parasti ir vājākas par sigma saitēm, jo saskaņā ar kvantu mehāniku orbitāļu ceļi ir paralēli, tāpēc p orbitāles daudz mazāk pārklājas.
J: Kad rodas pi saites?
A: Pi saites veidojas, kad divas atomu orbitāles saskaras divās pārklāšanās zonās.
J: Kas ir pi saites?
A: Pi saites ir izkliedētākas saites nekā sigma saites.
J: Vai ar pi saiti savienoti molekulu fragmenti var griezties ap šo saiti, nepārtraucot pi saiti?
A: Nē, ar pi saiti savienoti molekulārie fragmenti nevar rotēt ap šo saiti, nepārtraucot pi saiti, jo rotācija izjauc divu p orbitāļu paralēlos ceļus.
