π键

✍ dations ◷ 2025-04-02 19:34:03 #π键
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。名字中的希腊字母π代表了p轨道,因为π键的轨道对称性与轨道相同。p轨道通常参与形成π键,然而,d轨道同样能参与形成。π键通常比σ键弱,因为它的电子云距离带正电的原子核的距离更远,需要更多的能量。由一个σ键和一个π键组成的C-C双键的键能小于C-C单键的两倍,表明π键所增加的稳定性小于σ键的稳定性。量子力学的观点认为,键的强度很弱主要是因为平行的p轨道间重叠不足。这与σ键形成对比,σ键直接在键合原子的核之间形成键合轨道,使得有更大的重叠区,所以σ键的强度也更强。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)的键长就可以看出来。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(B2H2)。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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