Pi-vazba (π-vazba) - kovalentní vazba tvořená překrývajícími se atomovými p-orbitaly . Na rozdíl od sigma vazby , vytvořené překrýváním s orbitalů podél atomové spojovací čáry , pí vazby nastávají překrývajícími se p orbitaly na obou stranách atomové spojovací čáry. Předpokládá se, že pí-vazba je realizována ve vícenásobných vazbách - dvojná vazba se skládá z jedné sigma- a jedné pí-vazby, trojná vazba se skládá z jedné sigma- a dvou ortogonálních pí-vazeb [1] .
Koncept sigma a pi dluhopisů vyvinul Linus Pauling ve 30. letech minulého století [2] .
V atomu uhlíku podstoupí jeden s- a tři p-valenční elektrony hybridizaci a stanou se čtyřmi ekvivalentními sp3 hybridizovanými elektrony, jejichž prostřednictvím se v molekule metanu vytvoří čtyři identické chemické vazby . Všechny vazby v molekule metanu jsou od sebe stejně vzdálené a tvoří tetraedrickou konfiguraci. V případě vzniku dvojné vazby jsou sigma vazby tvořeny hybridizovanými orbitaly sp 2 . Celkový počet takových vazeb na atomu uhlíku jsou tři a jsou umístěny ve stejné rovině. Úhel mezi spoji je 120°. Vazba pí je umístěna kolmo na zadanou rovinu (obr. 1). V případě vzniku trojné vazby jsou sigma vazby tvořeny sp-hybridizovanými orbitaly, celkový počet takových vazeb na atom uhlíku jsou dvě a svírají vůči sobě úhel 180°. Dvě pí vazby trojné vazby jsou vzájemně kolmé (obr. 2).
V případě tvorby aromatického systému, například benzenu (C 6 H 6 ) , je každý ze šesti atomů uhlíku ve stavu sp 2 hybridizace a tvoří tři sigma vazby s vazebnými úhly 120°. Čtvrtý p-elektron každého atomu uhlíku je orientován kolmo k rovině benzenového kruhu (obr. 3). Obecně vzniká jednoduchá vazba, která zasahuje do všech atomů uhlíku benzenového kruhu. Na obou stranách roviny sigma vazeb jsou vytvořeny dvě oblasti pí vazeb s vysokou hustotou elektronů . S takovou vazbou se všechny atomy uhlíku v molekule benzenu stanou ekvivalentními, a proto je takový systém stabilnější než systém se třemi lokalizovanými dvojnými vazbami. Nelokalizovaná vazba pí v molekule benzenu způsobuje zvýšení pořadí vazeb mezi atomy uhlíku a snížení mezijaderné vzdálenosti, to znamená, že délka chemické vazby dcc v molekule benzenu je 1,39 Å, zatímco d C -C = 1,543 Á, a d C=C = 1,353 Á [3] .
Krystaly některých sloučenin s pí vazbami jsou schopné emitovat páry fotonů, které jsou ve stavu kvantového zapletení .
L. Paulingův koncept sigma a pí vazeb se stal integrální součástí teorie valenčních vazeb .
Sám L. Pauling se však s popisem vazeb sigma a pí nespokojil. Na sympoziu o teoretické organické chemii věnované památce F. A. Kekule (Londýn, září 1958) opustil popis σ, π, navrhl a doložil teorii ohýbané chemické vazby [4] . Nová teorie jasně zohlednila fyzikální význam kovalentní chemické vazby.
| chemická vazba | |||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Intramolekulární interakce |
| ||||||||||||
| Mezimolekulární interakce | |||||||||||||