رابطة باي

في الكيمياء ، تُعرف الروابط باي ( π ) بأنها روابط كيميائية تساهمية ، حيث يتداخل فصان من مدار ذري في ذرة مع فصين من مدار ذري في ذرة أخرى، ويحدث هذا التداخل جانبيًا. يتميز كل مدار ذري من هذه المدارات بكثافة إلكترونية تساوي صفرًا عند مستوى عقدي مشترك يمر عبر النواتين المرتبطتين . ويُعد هذا المستوى أيضًا مستوى عقديًا للمدار الجزيئي للرابطة باي. يمكن أن تتشكل روابط باي في الروابط الثنائية والثلاثية ، ولكنها لا تتشكل في الروابط الأحادية في معظم الحالات.

يشير الحرف اليوناني π في اسمها إلى مدارات p ، حيث أن تناظر مدارات الرابطة باي هو نفسه تناظر مدار p عند النظر إليه من خلال محور الرابطة. أحد الأشكال الشائعة لهذا النوع من الروابط يتضمن مدارات p نفسها، على الرغم من أن مدارات d تشارك أيضًا في روابط باي. يشكل هذا النمط الأخير جزءًا من أساس الروابط المتعددة بين الفلزات .

عادةً ما تكون روابط باي أضعف من روابط سيجما . فالرابطة الثنائية بين ذرتي الكربون ، المكونة من رابطة سيجما ورابطة باي، ^{[ 1 ]} تمتلك طاقة رابطة أقل من ضعف طاقة رابطة أحادية بين ذرتي الكربون، مما يشير إلى أن الاستقرار الذي توفره رابطة باي أقل من استقرار رابطة سيجما. من منظور ميكانيكا الكم ، يُفسر ضعف هذه الرابطة بانخفاض التداخل بين مدارات p المكونة لها بشكل ملحوظ نتيجة لتوازيها. وعلى النقيض من ذلك، تُشكل روابط سيجما مدارات رابطة مباشرة بين نواتي الذرات المرتبطة، مما ينتج عنه تداخل أكبر ورابطة سيجما قوية.

تنشأ روابط باي من تداخل المدارات الذرية المتلامسة عبر منطقتين متداخلتين. معظم تداخلات المدارات التي لا تشمل المدار s، أو التي لها محاور بين نواتين مختلفة (على سبيل المثال، تداخل p _x + p _y ، الذي لا ينطبق على المدار s) هي عمومًا روابط باي. روابط باي أكثر انتشارًا من روابط سيجما. يُشار أحيانًا إلى الإلكترونات في روابط باي باسم إلكترونات باي . لا تستطيع الأجزاء الجزيئية المرتبطة برابطة باي الدوران حول تلك الرابطة دون كسرها، لأن الدوران ينطوي على تدمير التوازي بين مدارات p المكونة لها.

بالنسبة للجزيئات ثنائية الذرات المتجانسة ، تحتوي مدارات π الجزيئية الرابطة على مستوى عقدي واحد فقط يمر عبر الذرات المرتبطة، ولا توجد مستويات عقدية بين الذرات المرتبطة. أما مدار π* ("نجمة باي") الجزيئي المضاد للرابطة ، فيُعرَّف بوجود مستوى عقدي إضافي بين هاتين الذرتين المرتبطتين.

تتكون الرابطة الثنائية النموذجية من رابطة سيجما واحدة ورابطة باي واحدة؛ على سبيل المثال، الرابطة الثنائية C=C في الإيثيلين ( _H₂C =CH₂ _{) . أما} الرابطة الثلاثية النموذجية ، كما في الأسيتيلين (HC≡CH)، فتتكون من رابطة سيجما واحدة ورابطتي باي في مستويين متعامدين يحتويان على محور الرابطة. رابطتا باي هما الحد الأقصى الممكن بين زوج معين من الذرات. الروابط الرباعية نادرة للغاية، ولا تتكون إلا بين ذرات الفلزات الانتقالية ، وتتكون من رابطة سيجما واحدة، ورابطتي باي، ورابطة دلتا واحدة .

الرابطة باي أضعف من الرابطة سيجما، لكن اجتماع الرابطتين باي وسيجما أقوى من كل رابطة على حدة. وتتجلى قوة الرابطة المتعددة مقارنةً بالرابطة الأحادية (سيجما) في عدة جوانب، أبرزها انكماش أطوال الروابط. فعلى سبيل المثال، في الكيمياء العضوية، يبلغ طول الرابطة بين ذرتي الكربون حوالي 154 بيكومتر في الإيثان ، ^{و 134 بيكومتر في الإيثيلين} ، و120 بيكومتر ^{في الأسيتيلين. وكلما زاد عدد الروابط ،} قصر طول الرابطة الكلي، وبالتالي تزداد قوتها.   

مقارنة أطوال الروابط في الهياكل البسيطة

الإيثان (رابطة سيجما واحدة)	الإيثيلين (رابطة 1σ + رابطة 1π)	الأسيتيلين (رابطة 1σ + روابط 2π)

يمكن أن توجد رابطة باي بين ذرتين لا يكون بينهما تأثير رابطة سيجما صافي.

في بعض المركبات المعدنية ، تشكل تفاعلات باي بين ذرة معدنية ومدارات باي المضادة للترابط للألكاين والألكين روابط باي.

في بعض حالات الروابط المتعددة بين ذرتين، لا توجد روابط سيجما صافية على الإطلاق، بل روابط باي فقط. ومن الأمثلة على ذلك سداسي كربونيل الحديد الثنائي (Fe₂ ₍ CO) _₆ )، وثنائي الكربون (C₂ ₎ ، وثنائي البوران ( B₂H₂ ₎ . في هذه المركبات، تتكون الرابطة المركزية من روابط باي فقط بسبب وجود رابطة سيجما مضادة مصاحبة لها. وقد استُخدمت هذه المركبات كنماذج حسابية لتحليل روابط باي نفسها، مما كشف أنه لتحقيق أقصى تداخل مداري، _تكون أطوال الروابط أقصر بكثير مما هو متوقع. ^{[ 4 ]}

• التفاعل العطري
• سند دلتا
• الهندسة الجزيئية
• باي الرابطة الخلفية
• تفاعل باي
• رابطة سيجما