Pi-sidos (π-sidos) - päällekkäisten atomien p-orbitaalien muodostama kovalenttinen sidos . Toisin kuin sigma-sidos , joka tehdään limittämällä s-orbitaalit atomiliitosviivaa pitkin , pi-sidokset syntyvät limittämällä p-orbitaalit atomiliitoslinjan kummallakin puolella. Uskotaan, että pi-sidos on toteutettu useissa sidoksissa - kaksoissidos koostuu yhdestä sigma- ja yhdestä pi-sidoksesta, kolmoissidos koostuu yhdestä sigma- ja kahdesta ortogonaalisesta pi-sidoksesta [1] .
Sigma- ja pi-sidosten käsitteen kehitti Linus Pauling viime vuosisadan 30-luvulla [2] .
Hiiliatomissa yksi s- ja kolme p-valenssielektronia hybridisoituvat ja niistä tulee neljä ekvivalenttia sp 3 -hybridisoitunutta elektronia, joiden kautta metaanimolekyyliin muodostuu neljä identtistä kemiallista sidosta . Kaikki metaanimolekyylin sidokset ovat yhtä kaukana toisistaan ja muodostavat tetraedrisen konfiguraation. Kaksoissidoksen muodostumisen tapauksessa sigma-sidokset muodostuvat sp 2 -hybridisoituneista orbitaaleista. Tällaisten sidosten kokonaismäärä hiiliatomissa on kolme ja ne sijaitsevat samassa tasossa. Liitosten välinen kulma on 120°. Pi-sidos sijaitsee kohtisuorassa määritettyyn tasoon nähden (kuva 1). Kolmoissidoksen muodostuessa sigmasidokset muodostuvat sp-hybridisoituneista kiertoradoista, tällaisten sidosten kokonaismäärä hiiliatomia kohti on kaksi ja ne ovat 180° kulmassa toisiinsa nähden. Kolmoissidoksen kaksi pi-sidosta ovat keskenään kohtisuorassa (kuva 2).
Aromaattisen järjestelmän, esimerkiksi bentseenin (C6H6 ) muodostumisen tapauksessa kukin kuudesta hiiliatomista on sp2- hybridisaatiotilassa ja muodostaa kolme sigma-sidosta, joiden sidoskulmat ovat 120°. Jokaisen hiiliatomin neljäs p-elektroni on suunnattu kohtisuoraan bentseenirenkaan tasoon nähden (kuva 3). Yleensä syntyy yksinkertainen sidos, joka ulottuu kaikkiin bentseenirenkaan hiiliatomeihin. Sigmasidosten tason molemmille puolille muodostuu kaksi korkean elektronitiheyden pi-sidoksen aluetta. Tällaisella sidoksella kaikki bentseenimolekyylin hiiliatomit muuttuvat vastaaviksi, ja siksi tällainen järjestelmä on vakaampi kuin järjestelmä, jossa on kolme paikallista kaksoissidosta. Lokalisoimaton pi-sidos bentseenimolekyylissä aiheuttaa hiiliatomien välisen sidosjärjestyksen kasvun ja ytimien välisen etäisyyden pienenemisen, eli kemiallisen sidoksen pituus d cc bentseenimolekyylissä on 1,39 Å, kun taas d C-C = 1,543 Å ja d C=C = 1,353 Å [3] .
Joidenkin pi - sidoksia sisältävien yhdisteiden kiteet pystyvät emittoimaan fotonipareja , jotka ovat kvanttiketuutuneessa tilassa .
L. Paulingin käsitteestä sigma- ja pi-sidokset tuli olennainen osa valenssisidosteoriaa .
L. Pauling itse ei kuitenkaan ollut tyytyväinen sigma- ja pi-sidosten kuvaukseen. F. A. Kekulen muistolle omistetussa teoreettisen orgaanisen kemian symposiumissa (Lontoo, syyskuu 1958) hän hylkäsi σ, π -kuvauksen, ehdotti ja perusteli teoriaa taipuneesta kemiallisesta sidoksesta [4] . Uusi teoria otti selvästi huomioon kovalenttisen kemiallisen sidoksen fysikaalisen merkityksen.
| kemiallinen sidos | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Molekyyliensisäinen vuorovaikutus |
| ||||||||||||
| Molekyylien välinen vuorovaikutus | |||||||||||||