PiBindungen

Pi-Bindungen, auch π-Bindungen genannt, sind covalente Bindungen, die durch seitliche Überlappung benachbarter p-Orbitale entstehen. Sie treten in Molekülen mit Mehrfachbindungen auf und ergänzen die Sigma-Bindung. In einer Doppelbindung kommt eine Sigma- und eine Pi-Bindung vor, in einer Dreifachbindung eine Sigma- und zwei Pi-Bindungen. Die Elektronendichte der Pi-Bindung liegt über und unter der Bindungsachse; sie ist räumlich weiter ausgedehnt und generell schwächer als die Sigma-Bindung, was zu längeren Bindungslängen führt. Die Rotation um eine Pi-Bindung ist stark eingeschränkt, da das Umklappen der Orbitale die pi-Überlappung zerstören würde.

Aus Sicht der Molekülorbitaltheorie entstehen Pi- und Pi*-Orbitale durch den Wechselwirkungsprozess der p-Orbitale der verbundenen Atome. Die Pi-Bindung resultiert aus dem bodenständigen Überlappen zweier p-Orbitale, während Pi*-Orbitale antibindende Eigenschaften tragen. In konjugierten Systemen können Pi-Elektronen über mehrere Atome delokalisiert sein, was die Stabilität solcher Strukturen erhöht. Aromatische Ringe zeigen eine vollständig delokalisierten Pi-Elektronensystem, das zu charakteristischen Reaktivitätseigenschaften beiträgt.

Beispiele: Ethen (C2H4) besitzt eine Pi-Bindung neben der Sigma-Bindung; Ethin (Acetylen, C2H2) besitzt zwei Pi-Bindungen zusätzlich zur Sigma-Bindung. Praktisch beeinflussen Pi-Bindungen Reaktivität, z. B. Additionsreaktionen an ungesättigten Verbindungen, sowie physikalische Eigenschaften und Spektren, insbesondere UV-Vis-Übergänge, die von der Delokalisation der Pi-Elektronen abhängen.