İkili bağ

Kimyada ikili bağ veya çift bağ, iki atom arasında, tekli bağdaki iki elektrona karşılık dört bağ elektronu içeren kovalent bir bağdır. İkili bağlar en yaygın olarak iki karbon atomu arasında, örneğin alkenlerde meydana gelir. Birçok ikili bağ iki farklı element arasında bulunur: örneğin, bir karbon atomu ile bir oksijen atomu arasındaki bir karbonil grubunda. Diğer yaygın ikili bağlar azo bileşiklerinde (N=N), iminlerde (C=N) ve sülfoksitlerde (S=O) bulunur. Bir iskelet formülünde, bir ikili bağ, bağlı iki atom arasında iki paralel çizgi (=) olarak çizilir; tipografik olarak bunun için eşittir işareti kullanılır.^[1][2] İkili bağlar kimyasal gösterimde Rus kimyager Alexander Butlerov tarafından tanıtılmıştır.^{[kaynak belirtilmeli]}

Karbon içeren ikili bağlar, tekli bağlardan daha güçlü ve daha kısadır. Bağ sırası ikidir. İkili bağlar elektron bakımından da zengindir, bu da onları güçlü bir elektron alıcısının varlığında potansiyel olarak daha reaktif hale getirir (halojenlerin katılma reaksiyonlarında olduğu gibi).

• ikili bağ içeren kimyasal bileşikler
• 
  Etilen Karbon-karbon ikili bağı
• 
  Aseton Karbon-oksijen ikili bağı
• 
  Dimetil sülfoksit Sülfür-oksijen ikili bağı
• 
  Diazen Azot-azot ikili bağı

Alkenlerde ikili bağlar

Etilen geometrisi

Bağlanma türü orbital hibridizasyonu açısından açıklanabilir. Etilende her karbon atomunun üç sp² orbitali ve bir p-orbitali vardır. Üç sp² orbitali ~120° açılı bir düzlemde yer alır. p-orbitali bu düzleme diktir. Karbon atomları birbirine yaklaştığında, sp² orbitallerinden ikisi bir sigma bağı oluşturmak üzere üst üste biner. Aynı zamanda, iki p-orbitali yaklaşır (yine aynı düzlemde) ve birlikte bir pi bağı oluştururlar. Maksimum örtüşme için p-orbitallerinin paralel kalması gerekir ve bu nedenle merkezi bağ etrafında dönme mümkün değildir. Bu özellik cis-trans izomerizmine yol açar. İkili bağlar tek bağlardan daha kısadır çünkü p-orbital örtüşmesi maksimize edilmiştir.

• 
  2 sp² orbitali (toplam 3 orbital) bir sp²-sp² sigma bağı oluşturmak üzere yaklaşır
• 
  İki p-orbitali sigma düzlemine paralel bir düzlemde bir pi-bağı oluşturmak üzere üst üste biner
• 
  etilende pi bağı (yeşil)

133 pm ile etilen C=C bağ uzunluğu, 154 pm ile etandaki C-C uzunluğundan daha kısadır. İkili bağ da daha güçlüdür, 368 kJ mol⁻¹'e karşılık 636 kJ mol⁻¹, ancak pi-bağı daha az etkili pi-örtüşmesi nedeniyle sigma bağından daha zayıf olduğundan iki kat daha fazla değildir.

Alternatif bir gösterimde, ikili bağ, bükülmüş bir bağda olduğu gibi üst üste binen iki sp³ orbitalinden kaynaklanır.^[3]

Varyasyonlar

Alternatif ikili bağ ve tek bağ içeren moleküllerde, bir zincirdeki birden fazla atom üzerinde p-orbital örtüşmesi olabilir ve bu da konjuge bir sistemin ortaya çıkmasına neden olur. Konjugasyon dienler ve enonlar gibi sistemlerde bulunabilir. Halkalı moleküllerde konjugasyon aromatikliğe yol açabilir. Kümülenlerde iki ikili bağ bitişiktir.

İkili bağlar 2. periyot elementleri karbon, azot ve oksijen için yaygındır ve daha yüksek periyotlardaki elementlerde daha az yaygındır. Metaller de bir metal ligand çoklu bağında çoklu bağ yapabilir.

Grup 14 alken homologları

İkili bağlı bileşikler, alken homologları, R₂E=ER₂ artık tüm ağır grup 14 elementleri için bilinmektedir. Alkenlerden farklı olarak bu bileşikler düzlemsel değil, bükülmüş ve/veya trans bükülmüş yapıları benimserler. Bu etkiler daha ağır elementler için daha belirgin hale gelir. (Me₃Si)₂CHSn=SnCH(SiMe₃)₂ distanneni, tek bir bağdan biraz daha kısa bir kalay-kalay bağ uzunluğuna, her bir kalay atomunda piramidal koordinasyona sahip trans bükülmüş bir yapıya sahiptir ve çözeltide kolayca ayrışarak (Me₃Si)₂CHSn: (stannanedil, bir karben analoğu) oluşturur. Bağlanma, her bir kalay atomu üzerindeki yalnız çiftin diğerindeki boş p orbitali ile örtüştüğü iki zayıf donör alıcı bağından oluşur.^[4][5] Bunun aksine, disilenlerde her bir silikon atomu düzlemsel koordinasyona sahiptir ancak sübstitüentler bükülmüştür, böylece molekül bir bütün olarak düzlemsel değildir. Diplumbenlerde Pb=Pb bağ uzunluğu, karşılık gelen birçok tek bağdan daha uzun olabilir.^[5] Plumbenler ve stannenler genellikle çözeltide karşılık gelen tek bağların sadece bir kısmı olan bağ entalpilerine sahip monomerlere ayrışır. Bazı ikili bağlar plumbenler ve stannenler hidrojen bağlarına benzer güçtedir.^[4] Carter-Goddard-Malrieu-Trinquier modeli, bağın doğasını tahmin etmek için kullanılabilir.^[4]

Atomlar arasındaki ikili bağ türleri

	C	Ö	N	S	Si	Ge	sn	kurşun
C	alken	karbonil grubu	imin	tiyoketon, tial
O		dioksijen	nitrozo bileşiği	sülfoksit, sülfon, sülfinik asit, sülfonik asit
N			azo bileşiği
S				disülfür
Si	alkidensilanlar				silenler
Ge						germeneler
Sn							stannenler
Pb								plumbeneler

Kaynakça

1. Advanced organic chemistry : reactions, mechanisms, and structure (3.3soyadı=March, Jerry, 1929-1997. bas.). New York: Wiley. 1985. ISBN 0-471-88841-9. OCLC 10998226. 10 Aralık 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Aralık 2020.
2. McMurry, John. Organic chemistry (Ninth bas.). Boston, MA, USA. ISBN 978-1-305-08048-5. OCLC 907259297. 4 Nisan 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Aralık 2020.
3. Carey, Francis A., 1937- (2007). Advanced organic chemistry (5.5diğerleri=Sundberg, Richard J., 1938- bas.). New York: Springer. ISBN 978-0-387-44897-8. OCLC 154040953. 4 Nisan 2024 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Aralık 2020.KB1 bakım: Birden fazla ad: yazar listesi (link)
4. Power, Philip P. (1999). "π-Bonding and the Lone Pair Effect in Multiple Bonds between Heavier Main Group Elements". Chemical Reviews. 99 (12): 3463-3504. doi:10.1021/cr9408989. PMID 11849028.
5. Wang, Yuzhong; Robinson, Gregory H. (2009). "Unique homonuclear multiple bonding in main group compounds". Chemical Communications. Royal Society of Chemistry (35): 5201-5213. doi:10.1039/B908048A. PMID 19707626.

• Pyykkö, Pekka; Riedel, Sebastian; Patzschke, Michael (2005). "Triple-Bond Covalent Radii". Chemistry: A European Journal. 11 (12): 3511-20. doi:10.1002/chem.200401299. PMID 15832398.