পাই বন্ধন

পাই বন্ধন (π-বন্ধন) হচ্ছে একধরনের সমযোজী রাসায়নিক বন্ধন। এর প্রতিটিতে একটি অরবিটালের দুটি লোব অন্য একটি পরমাণুর উপর একটি অরবিটালের দুটি লোবের সাথে পার্শ্বীয় অধিক্রমন করে। এই পারমাণবিক অরবিটালের প্রতিটির একটি শেয়ারকৃত নোডাল প্লেনে শূন্যের একটি ইলেকট্রন ঘনত্ব রয়েছে যা দুটি বন্ধনযুক্ত নিউক্লিয়াসের মধ্য দিয়ে যায়। এই সমতলটি পাই বন্ধনের আণবিক কক্ষপথের জন্য একটি নোডাল সমতল। পাই বন্ধনগুলো দ্বিবন্ধন ও ত্রিবন্ধন গঠন করতে পারে তবে বেশিরভাগ ক্ষেত্রে একক বন্ধ গঠন করে না।

দুটি p-অরবিটাল যেভাবে একটি π-বন্ধন গঠন করে।

পাই বন্ধনের নামের গ্রিক বর্ণ π দ্বারা মূলত p-অরবিটালকে বোঝায়। যেহেতু পাই বন্ধনের অরবিটাল প্রতিসাম্য অবস্থা বন্ধন অক্ষের নিচের দিক থেকে p-অরবিটালের মতো দেখায়। এই ধরনের বন্ধনের একটি সাধারণ গঠন তৈরিতে মূলত p-অরবিটাল জড়িত থাকে, যদিও d-অরবিটালগুলোও পাই বন্ধন গঠন করে থাকে। এই পরবর্তী অবস্থাটি ধাতু-ধাতু একাধিক বন্ধনের ভিত্তির অংশ গঠন করে। তবে s-অরবিটাল এবং সংকর অরবিটালগুলো পাই বন্ধন গঠন করে না।

পাই বন্ধন সাধারণত সিগমা বন্ধনের চেয়ে দুর্বল হয়। কার্বন-কার্বন দ্বিবন্ধনের একটি সিগমা বন্ধন এবং অপরটি পাই বন্ধন দ্বারা গঠিত।^[১] এই পাই বন্ধনের বন্ধন-শক্তির পরিমাণ কার্বন-কার্বন একক বন্ধনের অর্ধেকেরও কম। তাই পাই বন্ধনের স্থিতিশীলতা অবশ্যই সিগমা বন্ধনের স্থায়িত্বের চেয়ে কম। কোয়ান্টাম মেকানিক্সের দৃষ্টিকোণ থেকে, অরবিটালগুলোর সমান্তরাল অধিক্রমণের ফলে p-অরবিটালের মধ্যে মুখোমুখী অধিক্রমণের (সিগমা বন্ধনে ঘটে) চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম ওভারল্যাপ হয়ে থাকে এবং অধিক্রমন এলাকায় ইলেকট্রন মেঘের ঘনত্ব কম থাকে। সেজন্য এই বন্ধন তুলনামূলক দুর্বল। অন্যদিকে সিগমা বন্ধনের ক্ষেত্রে বন্ধনের পরমাণুর অরবিটালগুলো সরাসরি মুখোমুখী অধিক্রমণ ঘটে। এর ফলে অরবিটালগুলোর মধ্যে অনেক বেশি ওভারল্যাপ ঘটে এবং শক্তিশালী সিগমা বন্ধন তৈরি হয়।

পাই বন্ধনে অরবিটালগুলো মূলত দুটি স্থানে ওভারল্যাপের মাধ্যমে সংযোজিত থাকে। এই বন্ধন সিগমা বন্ধনের চেয়ে বেশি বিচ্ছুরিত বন্ধন। পাই বন্ধনের ইলেকট্রনগুলোকে কখনও কখনও পাই ইলেকট্রন হিসাবে উল্লেখ করা হয়। একটি পাই বন্ধন দ্বারা যুক্ত আণবিক টুকরোগুলো পাই বন্ধন না ভেঙে সেই বন্ধনের চারপাশে ঘুরতে পারে না, কারণ ঘূর্ণন হলে p-অরবিটালগুলোর সমান্তরাল অধিক্রমণ ধ্বংস হয়ে যাবে।

হোমোনিউক্লিয়ার ডায়াটমিক অণুগুলোর জন্য আণবিক অরবিটালগুলোর π বন্ধনের মধ্যে বন্ধনের পরমাণুগুলোরর মধ্য দিয়ে যাওয়া একটিমাত্র নোডাল সমতল থাকে, কিন্তু দুই পরমাণুর মধ্যবর্তী স্থানে কোনও নোডাল সমতল থাকে না। সংশ্লিষ্ট অ্যান্টি-বন্ডিং বা π* ("পাই-স্টার") আণবিক অরবিটালকে এই দুটি বন্ধনযুক্ত পরমাণুর মধ্যে একটি অতিরিক্ত নোডাল সমতলের উপস্থিতি দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়।

একাধিক বন্ধন

দ্বিবন্ধনগুলো সাধারণত একটি সিগমা বন্ধন ও একটি পাই বন্ধন নিয়ে গঠিত। উদাহরণস্বরূপ, ইথিনের C=C দ্বিবন্ধন (H₂C=CH₂ )। অন্যদিকে ত্রিবন্ধনগুলো সাধারণত বন্ধন অক্ষ ধারণকারী দুটি পারস্পরিক লম্ব সমতলে একটি সিগমা বন্ধন এবং দুটি পাই বন্ধন নিয়ে গঠিত। উদাহরণস্বরূপ ইথাইন (HC≡CH)। একজোড়া পরমাণুর মধ্যে সর্বোচ্চ দুটি পাই বন্ধন বিদ্যমান থাকতে পারে। চতুর্গুণ বন্ধন অত্যন্ত বিরল এবং শুধুমাত্র অবস্থান্তর ধাতু পরমাণুর মধ্যে গঠিত হতে পারে। এধরনের বন্ধন একটি সিগমা বন্ধন, দুটি পাই বন্ধন এবং একটি ডেল্টা বন্ধন নিয়ে গঠিত।

একটি পাই বন্ধন একটি সিগমা বন্ধনের চেয়ে দুর্বল, তবে পাই এবং সিগমা বন্ধনের সংমিশ্রণ নিজেদের দ্বারা তৈরি বন্ধনের চেয়ে শক্তিশালী। একটি একক (সিগমা বন্ধন) বনাম একাধিক বন্ধনের বর্ধিত শক্তি অনেক উপায়ে নির্দেশিত হয়। তবে সবচেয়ে স্পষ্টতই বন্ধনের দৈর্ঘ্যের সংকোচনের মাধ্যমে এটি হয়। উদাহরণস্বরূপ, জৈব রসায়নে, ইথেনে কার্বন-কার্বন বন্ধনের দৈর্ঘ্য প্রায় ১৫৪ pm, ^[২] ^[৩] ইথিনে ১৩৪ এবং ইথাইনে ১২০ pm। অধিক বন্ধন সর্বমোট বন্ধনকে ছোট ও শক্তিশালী করে তোলে।

সরল কাঠামোতে বন্ধন-দৈর্ঘ্যের তুলনা

ইথেন (১টি σ (সিগমা) বন্ধন)	ইথিন (১টি σ বন্ধন ১টি π বন্ধন)	ইথাইন (১টি σ বন্ধন ২টি π বন্ধন)

বিশেষ ক্ষেত্রে

দুটি পরমাণুর মধ্যে একটি পাই বন্ধন থাকতে পারে যেগুলোর মধ্যে নেট সিগমা-বন্ধন প্রভাব নেই।

নির্দিষ্ট ধাতব কমপ্লেক্সে, একটি ধাতব পরমাণু এবং অ্যালকাইন এবং অ্যালকিন পাই অ্যান্টিবন্ধনিং অরবিটালের মধ্যে পাই মিথস্ক্রিয়া পাই-বন্ধন গঠন করে।

দুটি পরমাণুর মধ্যে একাধিক বন্ধনের কিছু ক্ষেত্রে, কোনও নেট সিগমা-বন্ধন ছাড়াই শুধু পাই বন্ধন দেখা যায়। উদাহরণস্বরূপ, ডাই-আইরন হেক্সাকার্বনিল (Fe₂(CO)₆), দ্বিকার্বন (C₂), এবং ডিবোরেন (2) (B₂H₂)। এই যৌগগুলোতে সিগমা অ্যান্টি-বন্ড সিগমা বন্ধনের সাথেই থাকায় কেন্দ্রীয় বন্ধন শুধুমাত্র পাই বন্ধন নিয়ে গঠিত। এই যৌগগুলো পাই বন্ধন নিজেই বিশ্লেষণের জন্য গণনামূলক মডেল হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছে, এটি প্রকাশ করে যে সর্বাধিক কক্ষপথ ওভারল্যাপ অর্জনের জন্য বন্ধনের দূরত্বগুলো প্রত্যাশার চেয়ে অনেক কম। ^[৪]

আরও দেখুন

তথ্যসূত্র

↑ Streitwieser, Andrew; Heathcock, Clayton H. (১৯৯২)। Introduction to organic chemistry.। Heathcock, Clayton H., Kosower, Edward M. (4th সংস্করণ)। Macmillan। পৃষ্ঠা 250। আইএসবিএন 978-0024181701। ওসিএলসি 24501305।
↑ Veillard, A. (১৯৭০)। "Relaxation during internal rotation ethane and hydrogen peroxyde": 21–33। ডিওআই:10.1007/BF00533694।
↑ Harmony, Marlin D. (১৯৯০)। "The equilibrium carbon–carbon single‐bond length in ethane": 7522–7523। ডিওআই:10.1063/1.459380।
↑ Jemmis, Eluvathingal D.; Pathak, Biswarup (২০০৬)। "Bond length and bond multiplicity: σ-bond prevents short π-bonds": 2164–2166। ডিওআই:10.1039/b602116f।

টেমপ্লেট:রাসায়নিক বন্ধন তত্ত্ব

[1] Streitwieser, Andrew; Heathcock, Clayton H. (১৯৯২)। Introduction to organic chemistry.। Heathcock, Clayton H., Kosower, Edward M. (4th সংস্করণ)। Macmillan। পৃষ্ঠা 250। আইএসবিএন 978-0024181701। ওসিএলসি 24501305।

[2] Veillard, A. (১৯৭০)। "Relaxation during internal rotation ethane and hydrogen peroxyde": 21–33। ডিওআই:10.1007/BF00533694।

[3] Harmony, Marlin D. (১৯৯০)। "The equilibrium carbon–carbon single‐bond length in ethane": 7522–7523। ডিওআই:10.1063/1.459380।

[4] Jemmis, Eluvathingal D.; Pathak, Biswarup (২০০৬)। "Bond length and bond multiplicity: σ-bond prevents short π-bonds": 2164–2166। ডিওআই:10.1039/b602116f।

[১]

[২]

[৩]

[৪]