π轨道
在化学与原子物理学中，π轨道（英语：π orbital）是一种分子轨道。是形成π键后所产生的分子轨道。π轨道是一种由轨道并肩重叠后所形成的新轨道。
结构
π轨道是一种由轨道并肩重叠后所形成的分子轨道，除了s轨道无法形成π轨道，之外，大部分的轨道都可以形成π轨道，较常是由两个pz轨道所形成，但实际上只要方向对了，无论是px或py都能形成π轨道。
π轨道可以有很多形状，但都不与核轴成旋转对称，其形状取决于他所形成的π键，例如:有共振时，π轨道就会变得较大较狭长，若是环状的共振，则其π轨道呈环形。其能容纳的电子数量也由其所形成的π键来决定，如乙烯内所形成的π轨道可容纳下2个电子，而苯的π轨道呈环状，可容下6个电子，这是因为共振使电子均匀分布而导致。
此外，在形成化学建的过程中，未杂化的轨道有可能形成π轨道，如乙烯，碳上形成了sp2杂化轨道，而未杂化的p轨道则形成π轨道。
轨道能级
根据休克尔方法，可得出不同能量的π轨道，不同能级的π轨道形状不尽相同，电子会先从能量低的π轨道开始填入，例如丁二烯[1][2]，其不同能级π轨道能量如下:
- π4: +7.71713 eV
- π3: +3.16186 eV (LUMO)
- π2: −8.66624 eV (HOMO)
- π1: −12.10962 eV
其电子会先从π1轨道开始填入，然后才填π2轨道，根原子轨道一样，一种形状只能填2个电子，且自旋互为相反数，因此整个π轨道，π3轨道和π4轨道两个能级是空的，但要注意：此处的能级(繁体：能級)并非是电子壳层的能级(繁体：能階)。
π*轨道
π*轨道是π轨道的反键轨道，当核间轴发生旋转时会产生相位的变化。π*轨道类似于σ*轨道，在原子核之间也有一个波节。[3][4][5][6]
π键
参见
参考文献
- ^ E. Hückel, Zeitschrift für Physik, 70, 204 (1931); 72, 310 (1931); 76, 628 (1932); 83, 632 (1933).
- ^ Hückel Theory for Organic Chemists, C. A. Coulson, B. O'Leary and R. B. Mallion, Academic Press, 1978.
- ^ Catherine E. Housecroft, Alan G, Sharpe, Inorganic Chemistry, Pearson Prentice Hall; 2nd Edition, 2005, p. 29-33.
- ^ Peter Atkins; Julio De Paula. Atkins’ Physical Chemistry. Oxford University Press, 8th ed., 2006.
- ^ Yves Jean; Francois Volatron. An Introduction to Molecular Orbitals. Oxford University Press, 1993.
- ^ Michael Munowitz, Principles of Chemistry, Norton & Company, 2000, p. 229-233.
- 曾国辉《原子结构》建宏出版社 台北市 1999 ISBN 957-724-801-2
- 曾国辉《化学键》建宏出版社 台北市 1999 ISBN 957-724-802-0