אינטראקציות פאי ארומטיות

אינטראקציות פאי ארומטיות או אינטראקציות π-π, הן טיפוס של אינטראקציות כימיות חלשות, שאינן קוולנטיות, המתרחשות בין מולקולות ארומטיות. יש להן חשיבות רבה בייצוב של מולקולות ביולוגיות שונות כגון DNA וחלבונים ובמבנה של חומרים שונים כמו גרפיט.

המבנה והמקור לאינטראקציות

אינטראקציות π-π מתרחשות בין מולקולות אורגניות בעלות שיירים ארומטיים. האינטראקציות נובעות מחפיפה של אורביטלי ה-π ומאינטראקציות אלקטרוסטטיות בין השיירים הארומטים ולכן הן מתחזקות כאשר כמות אלקטרוני ה-π עולה. 

אינטראקציות ה-π הן בעלות כיווניות וסדר קבועים ולכל מערכת ארומטית יש סידור מרחבי מועדף (ראו תרשים). במולקולות DNA, למשל, יוצרים הבסיסים החנקניים (השיירים הכימיים היוצרים את "השלבים בסולם" של מבנה הDNA) קשרי פאי זה עם זה המוסיפים לארגון וליציבות של מבנה הסליל הכפול של הDNA. 

בדרך כלל אינטראקציות אלו חזקות יותר מסוגים אחרים של קשרים חלשים ולכן יש להן תפקיד חשוב בכימיה סופרא מולקולרית, בייצוב של מבנה שלישוני במולקולות חלבון ובננוטכנולוגיה. גבישים נוזליים רבים, למשל, מכילים קבוצות ארומטיות המאפשרות את הארגון המסודר של הגביש הנוזלי.

קשרי פאי חשובים גם בגרפיט. גרפיט בנוי ממשטחים ארומטיים הערומים זה על זה במרווח של 3.4 אנגסטרם, כאשר רק קשרי הפאי מונעים התפוררות של המבנה המולקולרי של הגרפיט.   

קשרים כימיים