روابط من نوع باي توجد في الرابطة الثلاثية
الكيمياء هي رابطة كيميائية تحدث بين ذرتين تتضمن ستة إلكترونات مشتركة بدلا من الاثنتين المعتادة في رابطة تساهمية واحدة.
الروابط الثلاثية أشد قوة من الروابط الفردية أو المزدوجة، وتتم ترتيب الروابط في ثلاثة، ويمكن العثور على الروابط الثلاثية الأكثر شيوعًا بين ذرتي كربون في الألكينات.
والمجموعات الوظيفية الأخرى التي تحتوي على رابطة ثلاثية هي السيانيد والأيزوسيانيد، وبعض الجزيئات ثنائية الذرة ، مثل ثنائي النيتروجين وأول أكسيد الكربون ، هي أيضًا روابط ثلاثية، وفي الصيغ الهيكلية ، يتم رسم الرابطة الثلاثية على شكل ثلاثة خطوط متوازية (≡) بين الذرتين المتصلتين.
تكون عادة روابط Pi أضعف من روابط Sigma، حيث إن الرابطة المزدوجة C-C، التي تتكون من رابطة Sigma واحدة ورابطة Pi واحدة، لديها طاقة رابطة أقل بكثير من طاقة الرابطة أحادية الكربون، مما يشير إلى أن الاستقرار الذي توفره رابطة Pi أقل من الاستقرار الذي توفره رابطة Sigma.
من منظور ميكانيكا الكم ، يتم تفسير ضعف هذه الرابطة من خلال تداخل أقل بكثير بين مدارات المكون p بسبب اتجاهها المتوازي، ويتناقض هذا مع روابط سيجما التي تشكل مدارات الترابط مباشرة بين نوى ذرات الترابط ، مما يؤدي إلى تداخل أكبر ورابطة سيجما قوية، وتنتج روابط Pi عن تداخل المدارات الذرية التي تتلامس من خلال منطقتين من التداخل.
روابط Pi هي روابط أكثر انتشارا من روابط سيجما، ويشار في بعض الأحيان إلى الإلكترونات في روابط pi باسم إلكترونات pi، ولا يمكن للشظايا الجزيئية المتصلة بروابط pi أن تدور حول تلك الروابط بدون كسر رابط pi، لأن الدوران يتسبب في تدمير الاتجاه الموازي لمدارات p المكونة
أما بالنسبة للجزيئات ثنائية الذرة متجانسة النواة ، فإن المدارات الجزيئية الرابطة لها مستوى عقدي واحد فقط يمر عبر الذرات المترابطة ، ولا توجد طائرات عقدية بين الذرات المترابطة، ويتم تعريف المدار الجزيئي المقابل المضاد ، أو المدار الجزيئي * (“pi-star”) ، من خلال وجود مستوى عقدي إضافي بين هاتين الذرتين المترابطتين.
ما هي Pi Bonds
روابط Pi هي روابط كيميائية من تنتمي إلى الروابط التساهمية وتنطوي على التداخل الجانبي بين فصين من مدار ذري مع فصين من مدار ذري آخر ينتمي إلى ذرة مختلفة، وغالبًا ما تكتب روابط Pi كـ “𝛑 bonds” ، حيث يشير الحرف اليوناني “𝛑” إلى التماثل المماثل لرابطة pi والمدار p.
يشترك المداران المرتبطان في نفس المستوى العقدي الذي يكون فيه كثافة الإلكترون صفرًا، ويمر هذا المستوى عبر نواتي الذرتين المتصلتين، كما أنه المستوى العقدي للمدار الجزيئي المقابل لرابطة pi، ويوضح التداخل بين مداري p المختلفين لتشكيل الرابطة.
عادةً ما تشمل الرابطة pi المدارات p، ومع ذلك فإن المدارات d يمكنها أيضًا المشاركة في الاتصال الترابطي، ويمكن العثور على هذه الأنواع من الروابط التي تشمل مدارات d في الروابط المتعددة التي تربط بين عناصر معدنية.
أمثلة على Pi Bonding
غالبًا ما يعتبر الترابط في الإيثين (C2H4) أبسط ألكين لأنه يحتوي على ذرتي كربون فقط وأربع ذرات هيدروجين (مرتبطة ببعضها البعض).
يكون تكوين الكربون الإلكتروني 1s22s22p2، ومع ذلك، يتم ترقية الإلكترون من المدار 2s إلى المدار 2p في حالة التحفيز
يحدث ترويج إلكتروني واحد في المدار 2s عندما يتم نقل فوتونٍ ذو طول موجي محدد للإلكترون 2s بطاقة محددة، مما يسمح للإلكترون بالقفز إلى المدار 2p، وهذا الترويج لا يتطلب الكثير من الطاقة، نظرًا لأن الفجوة الطاقوية بين المدارين 2s و 2p صغيرة جدًا.
حاليًا، يتم تهجين ذرات الكربون المثارة بتشكيل مدار جزيئي مهجن sp2 (يتألف من مدار واحد من النوع “s” ومدارين من النوع “p”). تشكل الكربونات المهجنة sp2 الآن ثلاث روابط سيجما وروابط باي واحد، كما هو موضح أدناه.
بي بوند في إيثين
يتكون المدار المهجن sp في ذرة الكربون من إلكترون 2s وإلكترون 2p وإلكترون 2py، ويمكن أن تشكل ما مجموعه ثلاث روابط سيجما. تشكل الإلكترونات 2pz لذرات الكربون رابطة pi مع بعضها البعض.
بالتالي، يتشارك كل ذرة كربون في جزيء الإيثين في ثلاث روابط سيجما ورابط باي واحد. ويتألف ترابط الإيثين (C2H2)، وهو أبسط ألكين، من كل ذرة كربون يرتبط بذرة هيدروجين واحدة بشكل فردي، ويرتبط بذرة الكربون الأخرى بشكل ثلاثي.
تتكون هذه الروابط عندما تنقل الفوتونات ذات الطول الموجي المحدد الطاقة إلى إلكترون 2s، مما يتيح للإلكترون القفز إلى مدار 2pz.
يتم التهجين بين المدارين 2s و2p في الكربون لتشكيل مدار sp مهجن، ويحتوي هذا المدار على إلكترونين 2s و2p. تشكل الإلكترونات 2py و 2pz لذرات الكربون الآن روابط pi مع بعضها البعض كما هو موضح في الشكل أدناه.
يوضح الشكل أسفل الروابط بين سيجما وباي في جزيء الإيثيلين (C2H4)، حيث يلاحظ أن كل رابطة واحدة تتكون من رابطة سيجما واحدة، وأن الرابطة المزدوجة تتكون من رابطة سيجما واحدة ورابطة باي واحدة.
تتألف الرابطة الثلاثية من روابط سيجما واحدة وروابط ثنائية، ويمكن ملاحظة شكل روابط سيجما بين الذرات، بالإضافة إلى تشكل روابط pi فوق أو أسفل أو بجانب رابطة سيجما. وفي العموم، يؤدي تداخل المدارات الذرية nn إلى تكون مدارات جزيئية nn
كم عدد الروابط باي في الروابط الثلاثية
الروابط التساهمية تتألف دائما من رابطة سيجما واحدة، وقد تحتوي بعد ذلك على روابط بي إضافية حول الرابطة السيجما المركزية، حيث تشكل روابطا مزدوجة أو ثلاثية.
- سيكون للرابطة المزدوجة سيجما ورابطة بي: 1 σ + 1 π
- سيكون للمركب الثلاثي 1 σ + 2 π
- رابطة رباعية ستتضمن رابطة σ وثلاث روابط π وغيرها. [8]
رمز رابطة باي
الرابطة باي (الرابطة π)
