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Π键

在化学中，∏键（π键）是一种电子的轨道与另一种电子的轨道交叉（重叠）的共价化学键。电子的路径呈叶形八字形（见图）。有两个重叠的区域，因为两个裂片上的路径是重叠的。只有一个轨道的结点平面通过两个相关核。 它们名字中的希腊字母π指的是p轨道。从键轴向下看，pi键的轨道对称性与p轨道看起来是一样的。p轨道通常有这种键。D轨道也被认为使用pi键，但现实中不一定是这样。d轨道成键的想法与超值理论相吻合。 Pi键通常比Sigma键弱。量子力学说，这是因为轨道路径是平行的，所以p轨道之间的重叠要少得…

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在化学中，∏键（π键）是一种电子的轨道与另一种电子的轨道交叉（重叠）的共价化学键。电子的路径呈叶形八字形（见图）。有两个重叠的区域，因为两个裂片上的路径是重叠的。只有一个轨道的结点平面通过两个相关核。

它们名字中的希腊字母π指的是p轨道。从键轴向下看，pi键的轨道对称性与p轨道看起来是一样的。p轨道通常有这种键。D轨道也被认为使用pi键，但现实中不一定是这样。d轨道成键的想法与超值理论相吻合。

Pi键通常比Sigma键弱。量子力学说，这是因为轨道路径是平行的，所以p轨道之间的重叠要少得多。

当两个原子轨道通过两个重叠区域接触时，就会发生π键。皮键是比西格玛键更分散的键。∏键中的电子有时被称为∏电子。由∏键连接的分子碎片如果不破坏∏键，就不能围绕该键旋转。旋转破坏了两个p轨道的平行路径。

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电子原子和分子轨道，在图片右下角显示一个pi键。
电子原子和分子轨道，在图片右下角显示一个pi键。
两个p-轨道形成一个π键。
两个p-轨道形成一个π键。

多重债券

由双键连接的原子有一个西格玛键和一个π键。如果它们由三键连接，则有一个西格玛键和两个π键。

pi键比sigma键弱，但pi键和sigma键的组合比任何一个键本身都要强。多重键与单一键（西格玛键）的额外强度表现在很多方面。最明显的是键长的收缩。例如在有机化学中，碳-碳键长度在乙烷（154pm）、乙烯（134pm）和乙炔（120pm）。键数越多，总键越短，强度越大。电子构型以S、P、D、f-Block为基础。S有2个电子 P有6个电子 D有10个电子 F有14个电子。

乙烷

乙烯

乙炔

特殊情况

Pi键不一定连接一对同样是sigma键的原子。

在某些金属络合物中，金属原子与炔、烯pi反键轨道之间的pi相互作用形成pi键。

在某些情况下，两个原子之间的多键，根本没有西格玛键，只有∏键。例如六羰基二铁(Fe2(CO)6)、二碳(C2)和硼烷B2H2。在这些化合物中，中心键只有∏键。为了获得最多的轨道重叠，键的距离比预期的短得多。

 

问题与解答

问：什么是化学中的π键？

答：π键是一种共价化学键，其中一个电子的轨道路径与另一个电子的路径相交，由于路径在两叶上重叠，因此形成两个重叠区。

问：他们的名字中所指的希腊字母是什么？

答：他们名字中提到的希腊字母是π，它指的是p轨道。

问：π键的轨道对称性是什么？

答：π键的轨道对称性在沿着键轴看时与p轨道相同，因为p轨道通常有这种结合方式。

问：为什么π键通常比σ键弱？

答：π键通常比σ键弱，因为根据量子力学，轨道路径是平行的，所以p轨道之间的重叠要少得多。

问：π键何时发生？

答：π键发生在两个原子轨道通过两个重叠区域接触的时候。

问：什么是π键？

答：π键是比西格玛键更加分散的键。

问：由π键连接的分子片段能否围绕该键旋转而不破坏π键？

答：不能，由π键连接的分子片段在不破坏π键的情况下不能围绕该键旋转，因为旋转会破坏两个p轨道的平行路径。

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AlegsaOnline.com Π键

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