π键 ,在化学上是共价键 的一种。当两个电子轨道 的突出部分发生重叠时产生。
名字中的希臘 字母 π 代表了p軌域 ,因為π鍵的軌道對稱性与軌域相同。p軌域通常參與形成π鍵,然而,d軌域 同样能參與形成。
π鍵通常比σ键 弱,因为它的电子雲 距离带正电的原子 核的距离更远,需要更多的能量。由一個σ鍵 和一個π鍵組成的C-C 雙鍵的鍵能小於C-C 單鍵的兩倍,表明π鍵所增加的穩定性小於σ鍵 的穩定性。量子力学 的观点认为,键的强度很弱主要是因为平行的p軌域间重叠不足。這與σ鍵 形成對比,σ鍵 直接在鍵合原子的核之間形成鍵合軌道,使得有更大的重疊區,所以σ鍵 的強度也更強。
尽管π键本身弱于σ键 ,但是π键仍然和σ键并存于多键中,因为混合键强度比他们都要大。这一点通过比较乙烷 (154 pm)、乙烯 (133 pm)、乙炔 (120 pm)的键长就可以看出來。
拥有双键 和三键 的原子通常有一个σ键,余下的则是π键。π键是由于平行轨道 重叠形成的:两个轨道纵向的相遇,形成比σ更弱的键。π键中的电子 有时也被叫做π电子。
π键并不一定要连接几个原子,金属 原子和氢分子的σ键间的π交互作用在一些有机金属化合物的还原 中扮演了很重要的角色。炔和烯中的π键经常与金属结合,所成的键含有很高的π成分。
仅在部分分子中,σ键比π键更活泼:比如六羰基合二铁 (Fe2 (CO)6 )、双原子碳 (C2 )和乙硼烯(B2 H2 )。在这些化合物中,中心原子仅含有π键,为了能够造成轨道间的最大重叠,键长比预计的小很多。
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参考文献 [ 编辑 ]
^ Bond length and bond multiplicity: σ-bond prevents short π-bonds Eluvathingal D. Jemmis, Biswarup Pathak, R. Bruce King, Henry F. Schaefer III Chemical Communications , 2006 , 2164–2166 Abstract