Come definire un legame ∏ (Pi) in chimica

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Il legame Pi, o legame ∏, è un tipo di legame covalente in cui due atomi vicini condividono una coppia di elettroni attraverso orbitali atomici paralleli tra loro. Nella maggior parte dei casi, entrambi gli orbitali coinvolti sono orbitali p , ma i legami pi possono anche formarsi tra due orbitali d e anche tra orbitali p e d .

A differenza dei legami σ (sigma), in cui gli orbitali atomici si sovrappongono frontalmente, nei legami pi gli orbitali si sovrappongono lateralmente, dando origine a un orbitale pi di legame e antilegame. In questo tipo di legame, ci sono due elettroni che occupano l’orbitale pi di legame. Entrambi gli elettroni possono provenire da uno dei due atomi, oppure ogni atomo può contribuire con un elettrone spaiato. Questi elettroni sono chiamati elettroni π.

L’orbitale di legame del legame pi ha due lobi che si estendono tra gli atomi legati, uno sopra e uno sotto un piano perpendicolare agli orbitali atomici originali .

Il motivo per cui è chiamato legame ∏ (che è la lettera p dell’alfabeto greco) è che guardando questo legame lungo l’asse che unisce i due atomi, i due lobi dell’orbitale ∏ assomigliano molto alla forma degli orbitali atomici p .

I collegamenti Pi sono sempre presenti nei collegamenti multipli. Nei composti organici, ogni volta che hai un doppio legame o un triplo legame, avrai un legame sigma e il resto saranno legami pi greco. Ad esempio, nel triplo legame c’è un legame sigma e due legami pi che si formano dalla sovrapposizione tra gli orbitali p e yp z di uno degli atomi con i rispettivi orbitali p e yp z dell’altro.

Caratteristiche dei collegamenti pi

Sono più deboli dei legami sigma

Il fatto che gli orbitali che formano il legame pi greco si sovrappongano lateralmente invece che frontalmente rende la sovrapposizione debole. Inoltre, la densità elettronica nell’orbitale pi è in media più lontana dai nuclei degli atomi legati. Per questi due motivi, questi collegamenti sono più deboli e più facili da interrompere rispetto ai collegamenti sigma.

NOTA: che questo legame sia più debole del legame sigma non significa che un doppio legame sia più debole di uno singolo. In realtà, è vero esattamente il contrario, poiché per rompere un doppio legame, è necessario rompere sia un legame sigma che un pi greco.

Sono collegamenti rigidi

La condizione essenziale per la formazione di questo tipo di legame è che gli atomi adiacenti abbiano orbitali paralleli tra loro, siano essi orbitali p o d . La rotazione del legame attorno al suo asse farebbe sì che gli orbitali atomici non siano più in una configurazione parallela, rompendo così il legame. Per questo motivo è molto difficile ruotare o piegare queste maglie senza romperle. Ciò rende i collegamenti pi molto rigidi rispetto ai collegamenti semplici che hanno libertà di rotazione e sono abbastanza flessibili.

Possono essere coniugati con altri collegamenti pi

Se due atomi hanno un legame pi greco tra loro e ci sono altri atomi adiacenti che hanno anch’essi orbitali p paralleli al primo, la sovrapposizione di tutti questi orbitali forma quello che viene chiamato un sistema pi coniugato. In questi sistemi, gli elettroni pi sono liberi di muoversi invece di essere localizzati in una singola regione dello spazio. Per questo motivo si dice che questi elettroni sono delocalizzati.

Esempi di composti con legami Pi

Ci sono innumerevoli esempi di composti che hanno questo tipo di legame covalente . Di seguito sono riportati alcuni esempi che indicano anche gli orbitali atomici che si sovrappongono per formare ciascun legame.

Esempio 1: Etilene (C 2 H 4 )

legame etilene pi

In etilene o etene è un alchene che ha un doppio legame carbonio-carbonio. Questo doppio legame è formato da un legame sigma e un legame pi greco tra due atomi di carbonio ibridati sp2 . Il legame pi greco si forma tra i due orbitali p z degli atomi di carbonio, quindi è un legame π pz-pz .

Esempio 2: Anidride carbonica (CO 2 )

Nel caso dell’anidride carbonica , i due ossigeni sono ibridati sp 2 mentre l’atomo di carbonio centrale è ibridato sp, lasciando due orbitali p puri, p y e p z .

legami pi di anidride carbonica

Quindi il carbonio forma due legami pi greco, uno con un ossigeno e uno con l’altro. Il primo sarebbe un legame π pz-pz e l’altro sarebbe π py-pz . Entrambi i legami pi giacciono su piani perpendicolari tra loro, poiché gli orbitali p e p z sono perpendicolari tra loro.

Esempio 3: propanonitrile (CH 3 CH 2 CN)

Questo composto ha un triplo legame CN. In questo caso, il triplo legame può essere pensato come un legame sigma e due legami pi reciprocamente perpendicolari tra carbonio e azoto. Sia il carbonio che l’azoto presentano ibridazione sp, lasciando liberi gli orbitali p e yp z che formano i due legami pi.

Legami Pi di un nitrile

Va notato che, nel caso di tripli legami, invece di due coppie di lobi su entrambi i lati del legame sigma, i due legami pi si combinano per formare un unico lobo cilindrico di densità elettronica concentrico con l’asse che unisce i due. atomi.

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Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

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