파이결합 전자의 겹치는 방향 질문이요

Question

파이결합이 평면에 수직인, 혼성화 되지 않은 p오비탈 2개가 상호작용하여 겹치는 결합인데, p오비탈은 평면 위아래 방향을 통틀어 1개 잖아요. 그럼 2개의 p오비탈에서 파이결합이 일어나면 평면 위쪽에 전자 1개, 평면 아래쪽에 전자1개 이렇게 공유될 수 있나요?

파이결합에서 전자 1쌍은 평면위쪽에서 1쌍으로 공유될 수도, 평면 아래쪽에서 1쌍으로 공유될 수도 있지만

평면 위쪽에서 1개, 평면 아래쪽으로 1개 공유되어 1쌍이 공유 될 수 있는지 궁금합니다. P오비탈은 평면 위,아래를 통틀어서 말을 하는 거여서 파이결합이 저렇게 형성 될 수 있는지 궁금해요

Answer 1

안녕하세요.

파이 결합은 두 개의 p 오비탈이 평면에 수직인 방향으로 서로 겹쳐서 형성됩니다. 여기서 중요한 것은 각 p 오비탈이 하나의 전자를 가질 수 있으며, 결합 형성시 이들 전자가 서로 공유되어 전체적으로 하나의 전자쌍이 됩니다.
p 오비탈은 그 구조상 한 쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 두 개의 엽(lobe)을 가지고 있으며, 이 엽들은 원자의 핵을 중심으로 양쪽으로 뻗어 있습니다. 파이 결합을 형성할 때, 한 원자의 p 오비탈의 한 엽과 인접 원자의 p 오비탈의 한 엽이 서로 겹치게 됩니다. 이러한 겹침은 주로 한 방향(위 또는 아래)에서 일어나며, 이는 파이 결합이 한 쌍의 전자로 구성되어 한 방향에서만 주로 전자가 공유된다는 것을 의미합니다.

즉, 파이 결합에서는 각 오비탈에서 오는 전자들이 한 방향의 엽에서만 주로 겹쳐서 전자쌍을 형성하게 됩니다. 따라서 평면 위쪽에 하나의 전자와 평면 아래쪽에 다른 하나의 전자가 각각 위치하여 결합을 형성하는 것이 아니라, 전자쌍이 한 방향의 엽에서 겹치며 공유됩니다. 전자쌍은 오비탈의 겹침이 가장 큰 부분에서 형성되기 때문에, 결합의 효율성을 높이는 방식으로 전자들이 배치됩니다.
결론적으로, 파이 결합에서는 한 쌍의 전자가 평면의 한쪽 방향에서 공유되는 것이 일반적이며, 평면 위쪽과 아래쪽에 각각 한 개의 전자가 분리되어 공유되는 것은 일반적인 파이 결합의 특성에 부합하지 않습니다. 이는 전자들이 더 효율적인 방식으로 에너지 상태를 최소화하며 안정된 구조를 형성하기 위함입니다.