رابطة مزدوجة

في الكيمياء، الرابطة الثنائية هي رابطة تساهمية بين ذرتين، تتضمن أربعة إلكترونات رابطة، على عكس الرابطة الأحادية التي تتضمن إلكترونين فقط . توجد الروابط الثنائية بكثرة بين ذرتي كربون، كما في الألكينات . وتوجد روابط ثنائية عديدة بين عنصرين مختلفين، كما في مجموعة الكربونيل بين ذرة كربون وذرة أكسجين. ومن الروابط الثنائية الشائعة الأخرى مركبات الآزو (N=N)، والإيمينات (C=N)، والسلفوكسيدات (S=O). في الصيغة الهيكلية ، تُرسَم الرابطة الثنائية بخطين متوازيين (=) بين الذرتين المتصلتين؛ ويُستخدم رمز المساواة (=) لهذا الغرض. ^{[ 1 ] [ 2 ]} وقد أدخل الكيميائي الروسي ألكسندر بوتليروف مفهوم الروابط الثنائية في الترميز الكيميائي .

الروابط الثنائية التي تشمل الكربون أقوى وأقصر من الروابط الأحادية . رتبة الرابطة هي اثنان. كما أن الروابط الثنائية غنية بالإلكترونات، مما يجعلها أكثر تفاعلاً في وجود مستقبل إلكترونات قوي (كما هو الحال في تفاعلات إضافة الهالوجينات ).

• المركبات الكيميائية ذات الروابط المزدوجة
• 
  الرابطة المزدوجة بين ذرتي الكربون في الإيثيلين
• 
  رابطة ثنائية بين الكربون والأكسجين في الأسيتون
• 
  رابطة ثنائية بين الكبريت والأكسجين في ثنائي ميثيل سلفوكسيد
• 
  رابطة نيتروجين-نيتروجين مزدوجة في الديازين

يمكن تفسير نوع الرابطة من خلال تهجين المدارات . في الإيثيلين، ^تمتلك كل ذرة كربون ثلاثة مدارات sp² ومدار p واحد. تقع مدارات ^sp² الثلاثة في مستوى واحد بزاوية تقارب 120 درجة. ويكون مدار p عموديًا على هذا المستوى. عندما تقترب ذرات الكربون من بعضها، يتداخل مداران من مدارات sp² ^لتكوين رابطة سيجما . في الوقت نفسه، يقترب مدارا p (أيضًا في المستوى نفسه) ويشكلان معًا رابطة باي . لتحقيق أقصى تداخل، يجب أن تبقى مدارات p متوازية، وبالتالي، لا يمكن الدوران حول الرابطة المركزية. هذه الخاصية هي ما يُسبب التماكب الهندسي (cis-trans) . الروابط الثنائية أقصر من الروابط الأحادية لأن تداخل مدارات p يكون في أقصى حد.

• 
  تتقارب مدارات sp² (إجمالي 3 مدارات من هذا ^النوع ) لتكوين رابطة سيجما ^sp² - ^sp²
• 
  يتداخل مداران من نوع p لتشكيل رابطة باي في مستوى موازٍ لمستوى سيجما.
• 
  رابطة باي (باللون الأخضر) في الإيثيلين

يبلغ طول الرابطة  المزدوجة C=C في الإيثيلين 133 بيكومتر، وهو أقصر من طول الرابطة C - C في الإيثان الذي يبلغ 154 بيكومتر. كما أن الرابطة المزدوجة أقوى، حيث تبلغ ^{طاقتها 636} كيلوجول ^/ مول مقابل 368 كيلوجول /مول ^، ولكنها ليست ضعف قوة الرابطة باي، التي تُعد أضعف من الرابطة سيجما بسبب تداخل باي الأقل فعالية ^.     

في تمثيل بديل، تنتج الرابطة المزدوجة من مدارين sp ³ متداخلين كما هو الحال في الرابطة المنحنية . ^{[ 3 ]}

في الجزيئات التي تتناوب فيها الروابط الثنائية والأحادية، قد يحدث تداخل مدارات p بين ذرات متعددة في سلسلة، مما يُنتج نظامًا مترافقًا . يُمكن إيجاد الترافق في أنظمة مثل الدايينات والإينونات . في الجزيئات الحلقية ، قد يؤدي الترافق إلى العطرية . في الكومولينات ، تكون الرابطتان الثنائيتان متجاورتين ولا تتداخلان .

تُعدّ الروابط الثنائية شائعة في عناصر الدورة الثانية، مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين ، وأقل شيوعًا في عناصر الدورات الأعلى، وهو ما يُعرف بقاعدة الرابطة الثنائية . كما يمكن للمعادن أيضًا أن تُكوّن روابط متعددة في الرابطة المتعددة بين المعدن والرابطة .

تُعرف الآن المركبات ذات الرابطة الثنائية، أو متجانسات الألكين ، _R₂E =ER₂ _، لجميع عناصر المجموعة 14 الأثقل . على عكس الألكينات، لا تتخذ هذه المركبات بنية مستوية، بل تتخذ بنى ملتوية و/أو منحنية في وضعية ترانس . وتزداد هذه التأثيرات وضوحًا في العناصر الأثقل. يتميز ثنائي القصدير (Me₃Si ₎ ₂CHSn ₌ SnCH(SiMe₃ ₎ ₂ _بطول رابطة قصدير-قصدير أقصر بقليل من طول الرابطة الأحادية، وبنية منحنية في وضعية ترانس مع تنسيق هرمي عند كل ذرة قصدير ، ويتفكك بسهولة في المحلول لتكوين (Me₃Si ₎ ₂CHSn _: (ستانانيديل، وهو نظير للكاربين). تتكون الرابطة من رابطتين ضعيفتين مانحتين-مستقبلتين، حيث يتداخل الزوج الإلكتروني الحر على كل ذرة قصدير مع المدار p الفارغ على الذرة الأخرى. ^{[ 4 ] [ 5 ]} على النقيض من ذلك، في ثنائي السيلينات، يكون لكل ذرة سيليكون تنسيق مستوٍ، لكن البدائل تكون ملتوية بحيث لا يكون الجزيء ككل مستويًا. في ثنائي البلومبينات، قد يكون طول الرابطة Pb=Pb أطول من طول العديد من الروابط الأحادية المقابلة. ^{[ 5 ]} تتفكك البلومبينات والستانينات عمومًا في المحلول إلى مونومرات ذات طاقات رابطة لا تتجاوز جزءًا صغيرًا من طاقة الروابط الأحادية المقابلة. بعض الروابط المزدوجة في البلومبينات والستانينات تُشابه في قوتها الروابط الهيدروجينية. ^{[ 4 ]} يمكن استخدام نموذج كارتر -جودارد-مالريو-ترينكييه للتنبؤ بطبيعة الرابطة. ^{[ 4 ]}

• بييكو، بيكا؛ ريدل، سيباستيان. باتشكي، مايكل (2005). “نصف القطر التساهمي الثلاثي السندات”. الكيمياء: مجلة أوروبية . 11 (12): 3511–20 . دوى : 10.1002/chem.200401299 . بميد 15832398 .