Un legame pi (π) è un tipo di legame covalente caratterizzato dall'impedire il movimento di rotazione libera degli atomi e dall'origine tra una coppia di orbitali atomici di tipo puro, tra le altre peculiarità. Ci sono legami che possono essere formati tra gli atomi dai loro elettroni, che consentono loro di costruire strutture più grandi e complesse: le molecole.
Questi legami possono essere di diverse varietà, ma i più comuni in questo campo di studio sono covalenti. I legami covalenti, chiamati anche legami molecolari, sono un tipo di legame in cui gli atomi coinvolti condividono coppie di elettroni.
Ciò può verificarsi a causa della necessità degli atomi di cercare stabilità, formando così la maggior parte dei composti noti. In questo senso, i legami covalenti possono essere singoli, doppi o tripli, a seconda della configurazione dei loro orbitali e del numero di coppie di elettroni condivisi tra gli atomi coinvolti.
Questo è il motivo per cui esistono due tipi di legami covalenti che si formano tra gli atomi in base all'orientamento dei loro orbitali: legami sigma (σ) e legami pi (π).
È importante differenziare entrambi i legami, poiché il legame sigma si verifica in singoli legami e il pi in legami multipli tra atomi (due o più elettroni sono condivisi).
Come si forma?
Per descrivere la formazione del legame pi, occorre prima discutere il processo di ibridazione, in quanto coinvolto in alcuni legami importanti.
L'ibridazione è un processo in cui si formano orbitali elettronici ibridi; cioè, dove gli orbitali sottolivello atomici se p possono confondersi. Ciò causa la formazione di orbitali sp, sp 2 e sp 3 , che sono chiamati ibridi.
In questo senso, la formazione di legami pi avviene grazie alla sovrapposizione di una coppia di lobi appartenenti a un orbitale atomico su un'altra coppia di lobi che si trovano in un orbitale che fa parte di un altro atomo.
Questa sovrapposizione orbitale si verifica lateralmente, per cui la distribuzione degli elettroni è concentrata principalmente sopra e sotto il piano formato dai nuclei atomici legati, e fa sì che i legami pi siano più deboli dei legami sigma.
Quando si parla della simmetria orbitale di questo tipo di unione, va detto che è uguale a quella degli orbitali di tipo p fintanto che si osserva attraverso l'asse formato dal legame. Inoltre, queste unioni sono per lo più costituite da orbitali p.
Formazione di legami pi in diverse specie chimiche
Poiché i legami pi sono sempre accompagnati da uno o due ulteriori legami (un sigma o un altro pi e un sigma), è importante sapere che il doppio legame che si forma tra due atomi di carbonio (composto da un sigma e un legame pi) ha energia di legame inferiore al doppio del legame sigma tra i due.
Ciò si spiega con la stabilità del legame sigma, che è maggiore di quella del legame pi perché la sovrapposizione degli orbitali atomici in quest'ultimo avviene in modo parallelo nelle regioni sopra e sotto i lobi, accumulando la distribuzione elettronica in modo più distante. di nuclei atomici.
Nonostante ciò, quando i legami pi e sigma si combinano, si forma un legame multiplo più forte del legame singolo stesso, che può essere verificato osservando le lunghezze del legame tra i vari atomi di legame singolo e multiplo.
Esistono alcune specie chimiche studiate per il loro comportamento eccezionale, come i composti di coordinazione con elementi metallici, in cui gli atomi centrali sono legati solo da legami pi.
caratteristiche
Le caratteristiche che distinguono i legami pi da altri tipi di interazioni tra specie atomiche sono descritte di seguito, a partire dal fatto che questo legame non consente il libero movimento rotatorio degli atomi, come il carbonio. Per questo motivo, se c'è rotazione degli atomi, il legame si rompe.
Allo stesso modo, in questi legami la sovrapposizione tra gli orbitali avviene attraverso due regioni parallele, facendo sì che abbiano una diffusione maggiore dei legami sigma e che, per questo motivo, sono più deboli.
D'altra parte, come accennato in precedenza, il legame pi è sempre generato tra una coppia di orbitali atomici puri; Ciò significa che viene generato tra orbitali che non hanno subito processi di ibridazione, in cui la densità degli elettroni è concentrata principalmente sopra e sotto il piano formato dal legame covalente.
In questo senso, tra una coppia di atomi può verificarsi più di un legame pi, sempre accompagnato da un legame sigma (nei doppi legami).
Allo stesso modo, può esserci un triplo legame tra due atomi adiacenti, che è formato da due legami pi in posizioni che formano piani perpendicolari tra loro e un legame sigma tra entrambi gli atomi.
Esempi
Come affermato in precedenza, le molecole costituite da atomi uniti da uno o più legami pi hanno sempre legami multipli; cioè doppia o tripla.
Un esempio di questo è la molecola di etilene (H 2 C = CH 2 ), che è costituita da un doppio legame; cioè, un legame pi greco e uno sigma tra i suoi atomi di carbonio, oltre ai legami sigma tra i carboni e gli idrogeni.
Da parte sua, la molecola di acetilene (H - C≡C - H) ha un triplo legame tra i suoi atomi di carbonio; cioè due legami pi che formano piani perpendicolari e un legame sigma, oltre ai loro corrispondenti legami sigma carbonio-idrogeno.
Esistono anche legami pi tra le molecole cicliche, come il benzene (C 6 H 6 ) ei suoi derivati, la cui disposizione si traduce in un effetto chiamato risonanza, che consente alla densità elettronica di migrare tra gli atomi e garantirle, tra le altre cose, maggiore stabilità alla mescola.
Per esemplificare le eccezioni precedentemente menzionate, i casi della molecola dicarbonio (C = C, in cui entrambi gli atomi hanno una coppia di elettroni accoppiati) e il composto di coordinazione chiamato ferro esacarbonile (rappresentato come Fe 2 (CO) 6 , il che è formato solo da legami pi greco tra i suoi atomi).
Riferimenti
- Wikipedia. (Sf). Pi bond. Estratto da en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chimica, nona edizione. Messico: McGraw-Hill.
- ThoughtCo. (Sf). Definizione di Pi Bond in chimica. Recupero da thoughtco.com
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