Ero sivun ”Piisidos” versioiden välillä
| [katsottu versio] | [arvioimaton versio] |
Poistettu sisältö Lisätty sisältö
p fix |
Ei muokkausyhteenvetoa Merkkaukset: seulottavat Visuaalinen muokkaus |
||
Rivi 1:
[[Kuva:Pi-Bond.svg|thumb|250px|Kaksi p-orbitaalia yhdistyvät ja muodostavat π-sidoksen]]Piisidos (π-sidos) on toinen [[Kovalenttinen sidos|kovalenttisessa]] [[Kaksoissidos|kaksois]]- ja [[Kolmoissidos|kolmoissidoksessa]] esiintyvistä [[Kemiallinen sidos|sidoksista]]. Se on heikompi kuin [[sigmasidos]]. Piisidos muodostuu, kun kaksi samassa faasissa olevaa p-orbitaalia lähestyy toisiaan sivusuunnassa. Muodostuneella pii-orbitaalilla on kaksi lohkoa, jotka sijaitsevat sidosakselin kautta kulkevan symmetriatason molemmilla puolilla. Yleensä piisidos muodostuu [[Hybridisaatio|hybridisaatiosta]] vapaaksi jääneistä p-orbitaaleista.<ref name="Roald Hoffmann on the Philosophy, Art, and Science of Chemistry ">{{Kirjaviite |Tekijä=J. Kovac & M. Weisberg |Nimeke=Roald Hoffmann on the Philosophy, Art, and Science of Chemistry |Julkaisija= |Vuosi=2012 |Sivut=}}</ref>
Nimessä oleva kreikkalainen kirjain π viittaa p-orbitaaleihin sillä piisidoksen orbitaalisymmetria on lähes samakuin p-orbitaalin. P-orbitaalin orbitaalisymmetria on kuin piisidoksen, mutta katsottuna sidosakselia myöten.
J.E. Lennard Jones ja [[Robert Mulliken|R.S Mulliken]] mallinsivat piisidoksen muodon käyttämällä [[Molekyyliorbitaali|molekyyliorbitaaliteoriaa]].<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=J. R. Partington|Nimeke=A History Of Chemistry vol 4|Vuosi=1964|Sivu=965|Julkaisija=}}</ref> Tällä hetkellä yleisempi tapa esittää sidosten muodostuminen hybridisaation avulla. Lähestymistavan ensiksi kehitti kemisti [[Linus Pauling]] vuonna 1931. Tällä tavalla esitettiin selvemmin, minkälainen sidoksen malli on. <ref>Pauling, L. (1931), "The nature of the chemical bond. Application of results obtained from the quantum mechanics and from a theory of paramagnetic susceptibility to the structure of molecules", ''[[:en:Journal_of_the_American_Chemical_Society|Journal of the American Chemical Society]]'', '''53''' (4): 1367–1400, </ref>
= Perusasiat piisidoksesta =
Piisidokset ovat kovalenttisia sidoksia, joissa [[Atomi|atomin]] molemmat p-orbitaalin lohkot limittyvät toisen atomin p-orbitaalin kanssa. Yleensä piisidos muodostuu sp<sup>2</sup>- tai kolmossidoksen tapauksessa sp-hybridisaatiosta vapaaksi jääneistä p-orbitaalien vuorovaikutuksesta. Jokaisella näistä orbitaaleilla on nollavaraus jaetussa solmukohdassa. Solmukohta on sama myös piisidoksen sidosorbitaalille. <ref name="Roald Hoffmann on the Philosophy, Art, and Science of Chemistry" />
Atomien väliset sidokset muodostuvat, kun kaksi tai useampi atomi liittyy yhteen. Molekyylien muodostuessa atomin uloimmat orbitaalit menevät päällekkäin. Jotta muodostuisi sidos orbitaalien täytyy olla yksi [[Elektroni|elektronisia]] ja elektronien [[spin]] täytyy [[Paulin kieltosääntö|Paulin kieltosäännön]] mukaan olla vastakkaisiin suuntiin ylös ja alas. Sidoksen muodostuessa p-orbitaalin x-, y- ja z -akselien suuntaiset orbitaalit liittyvät toisen atomin vastaaviin orbitaaleihin. Molempien atomien z-akselin suuntaiset orbitaalit liittyvät päällekkäin päistään, muodostaen yhden sigmasidoksen atomien välille. Sen sijaan x- ja y-orbitaalit eivät yllä liittymään päistään toistensa päälle, joten ne menevät sivuttain toistensa päälle muodostaen kumpikin piisidoksen.<ref>{{Verkkoviite|osoite=https://opetus.tv/kemia/ke2/sigma-ja-pii-sidokset/|nimeke=Kemian etäopiskeluympäristö, sigma- ja piisidokset|tekijä=|julkaisu=|ajankohta=|julkaisija=opetustv|viitattu=}}</ref> Kuitenkin useimmat piisidokset muodostuvat hybridisaatiosta vapaiksi jääneistä p-orbitaaleista.
[[Tiedosto:Pi-Bindung-Ethen-HOMO.svg|vasen|pienoiskuva|235x235px|Eteenin piisidos]]
Kahden atomin välillä voi olla enintään kaksi piisidosta. Piisidokset ovat heikompia kuin sigmasidokset. C=C kaksoissidoksella esim. [[Eteeni|eteenillä]], joka koostuu yhdestä sigma- ja yhdestä piisidoksesta, ei ole kaksinkertainen määrä sidosenergiaa verrattuna C-C yksinkertaisen sidokseen esim. [[Etyyli|etyylillä]]<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=A. Streitwieser; C.H. Heathcock; E. M. Kosower|Nimeke=Introduction to organic chemistry. Heathcock, Clayton H., Kosower, Edward M. (4th ed.)|Vuosi=1992|Sivu=25|Julkaisija=}}</ref> Tämä viittaa siihen, että piisidoksen tuoma [[Stabiilisuus|stabiilius]] on pienempi kuin sigmasidoksen.
[[Kvanttimekaniikka|Kvanttimekaanisesta]] näkökulmasta piisidoksen heikkouden voi selittää merkittävästi vähemmällä peitolla orbitaalien rinnakkaisuuden vuoksi. Sigmasidoksilla yhdistyvät orbitaalit muodostuvat atomien ydinten välille, johtaen suurempaan peittoon ja vahvaan sidokseen. <ref name="Roald Hoffmann on the Philosophy, Art, and Science of Chemistry" />
Monisidoksien suuremmasta vahvuudesta verrattuna yksittäiseen sigmasidokseen seuraa niiden lyhyempi sidospituus. Esimerkiksi hiiliatomien välinen [[sidospituus]] on 154pm etaanissa (yksinkertainen sidos), 134pm eteenissä (kaksoissidos) ja 120pm etyynissä (kolmoissidos).<ref>{{Kirjaviite|Tekijä=A. Veillard|Nimeke="Relaxation during internal rotation ethane and hydrogen peroxyde". Theoretica chimica acta|Vuosi=1970|Sivu=21-33|Julkaisija=}}</ref> <ref>{{Kirjaviite|Tekijä=Harmony, Marlin D|Nimeke="The equilibrium carbon–carbon single‐bond length in ethane". J. Chem. Phys|Vuosi=1990|Sivu=7522-7523|Julkaisija=}}</ref> Useampi sidos tekee selkeästi lyhyempiä ja vahvempia.
Toisin kuin σ-sidos, joka on pyörähdyssymmetrinen, mikä taas mahdollistaa [[Molekyyli|molekyylin]] eri [[Konformaatio|konformaatiot]], piisidos ei päästä sidosta pyörimään. Piisidos on jäykkä eli se lukitsee molekyylin sidoksen liikkeen kaksois- ja kolmoissidoksissa. Piisidoksen jäykkyydestä seuraa, että atomit eivät voi pyöriä toistensa suhteen rikkomatta niiden välistä sidosta. <ref>{{Kirjaviite|Tekijä=K. Lehtiniemi & L. Turpeenoja|Nimeke=Mooli 2 Kemian mikromaailma|Vuosi=2005|Sivu=|Julkaisija=Otava}}</ref>Kaksoissidosten kiertymättömyydestä seuraavaa atomien ja atomiryhmien suuntautumista molekyyleissä kuvataan [[Cis-trans-isomeria|Cis-trans-isomerialla]]. Cis-trans-isomeria vaikuttaa molekyylien ominaisuuksiin kuten [[Kiehumispiste|kiehumispisteeseen]]. <ref>{{Verkkoviite|osoite=http://goldbook.iupac.org/html/C/C01092.html|nimeke=cis, trans|tekijä=|julkaisu=|ajankohta=|julkaisija=GoldBook|selite=|viitattu=12.7.2014}}</ref>
= Erityistapaukset =
Yksi tärkeä tapaus [[Delokalisaatio|delokalisaatiosta]] on löydettävissä molekyyleistä, joissa on useita piisidoksia esim [[bentseeni]]. Sidosten tulee olla sijoitettuna niin että ne voivat vuorovaikuttaa toistensa kanssa. Jotta ne voivat vuorovaikuttaa toistensa kanssa, tulee niiden olla vierekkäin ja atomin sigmasidosten sijaita yhdessä tasossa. <ref>{{Kirjaviite|Tekijä=R. P. Schwarzenbach, P. M. Gschwend, D. M. Imboden|Nimeke=ENVIRONMENTAL ORGANIC CHEMISTRY second edition|Vuosi=2008|Sivu=28|Julkaisija=}}</ref>
= Lähteet =
{{Viitteet}}
| |||