O legătură pi (π) este un tip de legătură covalentă caracterizată prin prevenirea mișcării de rotație liberă a atomilor și prin originea între o pereche de orbitali atomici de tip pur, printre alte particularități. Există legături care pot fi formate între atomi prin electronii lor, care le permit să construiască structuri mai mari și mai complexe: molecule.
Aceste legături pot fi de diferite soiuri, dar cele mai frecvente în acest domeniu de studiu sunt covalente. Legăturile covalente, numite și legături moleculare, sunt un tip de legătură în care atomii implicați împart perechi de electroni.
Acest lucru poate apărea din cauza necesității atomilor de a căuta stabilitate, formând astfel majoritatea compușilor cunoscuți. În acest sens, legăturile covalente pot fi simple, duble sau triple, în funcție de configurația orbitalelor lor și de numărul de perechi de electroni împărțiți între atomii implicați.
Acesta este motivul pentru care există două tipuri de legături covalente care se formează între atomi pe baza orientării orbitalelor lor: legăturile sigma (σ) și legăturile pi (π).
Este important să diferențiați ambele legături, deoarece legătura sigma apare în legături unice și pi în legături multiple între atomi (doi sau mai mulți electroni sunt partajați).
Cum se formează?
Pentru a descrie formarea legăturii pi, trebuie discutat mai întâi procesul de hibridare, deoarece este implicat în unele legături importante.
Hibridizarea este un proces în care sunt formate orbitale electronice hibride; adică acolo unde s și p orbitalii sub-nivel atomic se pot amesteca. Aceasta provoacă formarea orbitalelor sp, sp 2 și sp 3 , care se numesc hibrizi.
În acest sens, formarea de legături pi are loc datorită suprapunerii unei perechi de lobi aparținând unui orbital atomic pe o altă pereche de lobi care se află într-un orbital care face parte dintr-un alt atom.
Această suprapunere orbitală are loc lateral, prin care distribuția electronilor este concentrată mai ales deasupra și sub planul format de nucleii atomici legați și determină legăturile pi să fie mai slabe decât legăturile sigma.
Când vorbim despre simetria orbitală a acestui tip de uniune, trebuie menționat că aceasta este egală cu cea a orbitalelor de tip p atâta timp cât este observată prin axa formată de legătură. Mai mult, aceste uniuni sunt formate în cea mai mare parte din orbitalele p.
Formarea legăturilor pi în diferite specii chimice
Deoarece legăturile pi sunt întotdeauna însoțite de una sau două alte legături (o sigma sau alta pi și o sigma), este relevant să știm că legătura dublă care se formează între doi atomi de carbon (alcătuiți dintr-o legătură sigma și o legătură pi) are energie a legăturii mai mică decât de două ori legătura sigma între cele două.
Aceasta se explică prin stabilitatea legăturii sigma, care este mai mare decât cea a legăturii pi, deoarece suprapunerea orbitalelor atomice din aceasta din urmă are loc în mod paralel în regiunile de deasupra și sub lobii, acumulând distribuția electronică într-un mod mai îndepărtat. a nucleelor atomice.
În ciuda acestui fapt, atunci când legăturile pi și sigma se combină, se formează o legătură multiplă mai puternică decât legătura unică în sine, care poate fi verificată prin respectarea lungimilor legăturii între diverși atomi de legătură unică și multiplă.
Există unele specii chimice care sunt studiate pentru comportamentul lor excepțional, cum ar fi compuși de coordonare cu elemente metalice, în care atomii centrali sunt uniți doar de legături pi.
caracteristici
Caracteristicile care disting legăturile pi de alte tipuri de interacțiuni între speciile atomice sunt descrise mai jos, începând cu faptul că această legătură nu permite mișcarea de rotație liberă a atomilor, cum ar fi cele ale carbonului. Din acest motiv, dacă există rotația atomilor, legătura se rupe.
De asemenea, în aceste legături, suprapunerea dintre orbitali are loc prin două regiuni paralele, obținându-se că acestea au o difuzie mai mare decât legăturile sigma și că, din acest motiv, sunt mai slabe.
Pe de altă parte, după cum am menționat mai sus, legătura pi este întotdeauna generată între o pereche de orbitale atomice pure; Acest lucru înseamnă că este generat între orbitalii care nu au suferit procese de hibridizare, în care densitatea electronilor este concentrată mai ales deasupra și sub planul format de legătura covalentă.
În acest sens, între o pereche de atomi pot apărea mai mult de o legătură pi, fiind întotdeauna însoțită de o legătură sigma (în legăturile duble).
În mod similar, poate exista o triplă legătură între doi atomi adiacenți, care este format din două legături pi în poziții care formează planuri perpendiculare între ele și o legătură sigma între ambii atomi.
Exemple
După cum sa menționat anterior, moleculele formate din atomi uniți de una sau mai multe legături pi au întotdeauna legături multiple; adică dublu sau triplu.
Un exemplu este molecula de etilenă (H 2 C = CH 2 ), care este alcătuit dintr - o legătură dublă; adică o pi și o legătură sigma între atomii săi de carbon, pe lângă legăturile sigma dintre carbuni și hidrogeni.
La rândul său, molecula de acetilenă (H - C≡C - H) are o legătură triplă între atomii săi de carbon; adică două legături pi care formează planuri perpendiculare și o legătură sigma, pe lângă legăturile sigma corespunzătoare carbon-hidrogen.
Există, de asemenea, legături pi între moleculele ciclice, cum ar fi benzenul (C 6 H 6 ) și derivații săi, a căror dispunere are ca rezultat un efect numit rezonanță, care permite densității electronilor să migreze între atomi și să îi ofere, printre altele, mai mare stabilitate la compus.
Pentru a exemplifica excepțiile menționate anterior, cazurile moleculei de dicarbonă (C = C, în care ambii atomi au o pereche de electroni împerecheți) și compusul de coordonare numit fier hexacarbonil (reprezentat ca Fe 2 (CO) 6 , care este format numai din legături pi între atomii săi).
Referințe
- Wikipedia. (Sf). Pi legătură. Recuperat de pe en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chimie, ediția a noua. Mexic: McGraw-Hill.
- ThoughtCo. (Sf). Definiția de obligațiuni pi în chimie. Recuperat de la thinkco.com
- Britannica, E. (nd). Pi legătură. Preluat de pe britannica.com
- LibreTexts. (Sf). Obligatii Sigma si Pi. Recuperat din chem.libretexts.org
- Srivastava, AK (2008). Chimie organică simplificată. Recuperat din books.google.co.ve