中文名称：π键

英文名称：Pi bond

应用学科 ：化学（一级学科）

定义：电子云重叠后得到的电子云图像呈镜像对称，这种共价键叫做π键。

介绍

性质

条件

实例

特例

介绍

若原子轨道的重叠部分，对键轴所在的某一特定平面具有反对称性，所成的键就称为π键。

例如，px与px轨道对称性相同的部分，若以“肩并肩”（侧面）的方式，沿着x轴的方向靠近、重叠，其重叠部分对等地处在包含键轴（这里指x轴）的xy平面上、下两侧，形状相同而符号相反，亦即对xy平面具有反对称性，这样的重叠所成的键，即为π键。形成π键的电子叫π电子。

π键的重叠程度比σ键小，所以π键不如σ键稳定。当形成π键的两个原子以核间轴为轴作相对旋转时，会减少p轨道的重叠程度，最后导致π键的断裂。

根据分子轨道理论，两个原子的p轨道线性组合能形成两个分子轨道。能量低于原来原子轨道的成键轨道π和能量高于原来原子轨道的反键轨道π，相应的键分别叫π键和π*键。分子在基态时，两个p电子（π电子）处于成键轨道中，而让反键轨道空着。

如，按照分子轨道理论来处理，O2分子轨道式为：（每个括号右侧的数字写在右上角）

O2[KK(σ2s)2(σ*2s)2(σ2px)2(π2py)2(π2pz)2(π*2py)1(π*2pz)1]

性质

两个p轨道形成一个π键尽管π键本身弱于σ键，但是π键仍然和σ键并存于多键中，因为合并的键比他们分别都要强。这一点从通过比较乙烷（154 pm）、乙烯（133 pm）、乙炔（120 pm）的键长就可以看出。

拥有双键和三键的原子通常有一个σ键，余下的则是π键。π键是由于平行轨道重叠形成的：两个轨道纵向的相遇，形成比σ更弱的键。π键中的电子有时也被叫做π电子。

条件

1、2个原子或多个原子共平面

2、原子都提供平行的轨道

3、提供的电子总数小于轨道数的2倍

如，N2，2个N原子各用1个p轨道上的1个电子形成Σ键后，剩余的2个p轨道两两平行，所以形成2个派键，上面各有1个电子，所以形成了2个有2个电子的派键。

苯，C6H6，C原子sp2杂化后，剩余的1个没有参与杂化的p轨道互相平行，上面各有1个电子，所以形成了6原子6电子的大派键。

O3，O-O-O是折线型分子，中间的O原子sp2杂化，提供1个未参与杂化的p轨道，上面有2个电子，两边的O原子则各提供1个未成对电子，所以形成了3原子4电子的大派键。

实例

如CO2分子中，C原子经sp杂化与两个O形成直线型的构型，碳原子剩余两个未成对电子，每个氧原子剩余一个未成对电子（其中一氧原子的未成对电子在上，一个在下）。于是由一个氧原子提供的一个未成对电子碳原子提供一个未成对电子，另一个氧原子提供一对孤对电子在上下各形成一个由三个中心原子提供四个电子形成的离域π键。

N2O与CO2为等电子体，也有类似的结构

特例

π键并不一定要连接几个原子，金属原子和氢分子的σ键间的π交互作用在一些有机金属化合物的还原中扮演了很重要的角色。炔和烯中的π键经常与金属结合，所成的键含有很高的Π成分。

仅在部分分子中，σ键比π键更活泼：比如六羰基合二铁（Fe2(CO)6）、C2和乙硼烷B2H6。在这些化合物中，中心原子仅含有π键，为了能够造成轨道间的最大重叠，键长比预计的小很多。