Enlace π
En química, los enlaces pi (enlaces π) son enlaces químicos covalentes en los que la trayectoria orbital de un electrón se cruza (se solapa) con la trayectoria de otro. Los electrones tienen una trayectoria en forma de lóbulo de ocho (ver imagen). Hay dos zonas de solapamiento ya que las trayectorias se solapan en ambos lóbulos. Sólo uno de los planos nodales del orbital pasa por los dos núcleos implicados.
La letra griega π en su nombre se refiere a los orbitales p. La simetría de los orbitales del enlace pi tiene el mismo aspecto que los orbitales p cuando se ven en el eje del enlace. Los orbitales P suelen tener este tipo de enlace. Se supone que los orbitales D también utilizan el enlace pi, pero esto no es necesariamente lo que ocurre en la realidad. La idea de los orbitales d de enlace encaja con la teoría de la hipervalencia.
Los enlaces Pi suelen ser más débiles que los sigma. La mecánica cuántica dice que esto se debe a que las trayectorias orbitales son paralelas, por lo que hay mucho menos solapamiento entre los orbitales p.
Los enlaces Pi se producen cuando dos orbitales atómicos están en contacto a través de dos zonas de solapamiento. Los enlaces Pi son enlaces más dispersos que los enlaces sigma. Los electrones de los enlaces pi se denominan a veces electrones pi. Los fragmentos moleculares unidos por un enlace pi no pueden rotar sobre ese enlace sin romper el enlace pi. La rotación destruye las trayectorias paralelas de los dos orbitales p.
Orbitales atómicos y moleculares, mostrando un enlace pi en la parte inferior derecha de la imagen.
Dos orbitales p formando un enlace π.
Enlaces múltiples
Los átomos unidos por un doble enlace tienen un enlace sigma y un enlace pi. Si están unidos por un triple enlace, tienen un enlace sigma y dos enlaces pi.
Un enlace pi es más débil que un enlace sigma, pero la combinación de enlace pi y sigma es más fuerte que cualquiera de los dos enlaces por sí mismo. La fuerza adicional de un enlace múltiple frente a uno simple (enlace sigma) se muestra de muchas maneras. La más obvia es la contracción de la longitud de los enlaces. Por ejemplo, en química orgánica, las longitudes de los enlaces carbono-carbono son en el etano (154 pm), en el etileno (134 pm) y en el acetileno (120 pm). Un mayor número de enlaces hace que el enlace total sea más corto y fuerte. La configuración electrónica se basa en los bloques S, P, D y f. S tiene 2 electrones P tiene 6 electrones D tiene 10 electrones F tiene 14 electrones
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| etano | acetileno |
Casos especiales
Los enlaces Pi no se unen necesariamente a un par de átomos que también están unidos por enlaces sigma.
En ciertos complejos metálicos, las interacciones pi entre un átomo de metal y los orbitales pi antibonding de alquenos y alquinos forman enlaces pi.
En algunos casos de enlaces múltiples entre dos átomos, no hay ningún enlace sigma, sino sólo enlaces pi. Algunos ejemplos son el hexacarbonilo de hierro (Fe2(CO) 6), el dicarbono (C 2) y el borano B 2H 2. En estos compuestos el enlace central sólo tiene enlace pi. Para conseguir el mayor solapamiento orbital, las distancias de enlace son mucho más cortas de lo esperado.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un enlace pi en química?
R: Un enlace pi es un enlace químico covalente en el que la trayectoria orbital de un electrón se cruza con la trayectoria de otro, creando dos zonas de superposición ya que las trayectorias se solapan en ambos lóbulos.
P: ¿Cuál es la letra griega a la que hace referencia su nombre?
R: La letra griega a la que hace referencia su nombre es π y se refiere a los orbitales p.
P: ¿Cuál es la simetría orbital del enlace pi?
R: La simetría orbital del enlace pi tiene el mismo aspecto que el orbital p cuando se observa hacia abajo en el eje del enlace, ya que los orbitales p suelen tener este tipo de enlace.
P: ¿Por qué los enlaces pi suelen ser más débiles que los sigma?
R: Los enlaces pi suelen ser más débiles que los sigma porque, según la mecánica cuántica, las trayectorias orbitales son paralelas, por lo que hay mucho menos solapamiento entre los orbitales p.
P: ¿Cuándo se producen los enlaces pi?
R: Los enlaces pi se producen cuando dos orbitales atómicos están en contacto a través de dos zonas de solapamiento.
P: ¿Qué son los enlaces pi?
R: Los enlaces pi son enlaces más dispersos que los enlaces sigma.
P: ¿Pueden los fragmentos moleculares unidos por un enlace pi rotar alrededor de ese enlace sin romper el enlace pi?
R: No, los fragmentos moleculares unidos por un enlace pi no pueden rotar sobre ese enlace sin romper el enlace pi ya que la rotación destruye las trayectorias paralelas de los dos orbitales p.
