- Com es forma?
- Formació d'enllaços pi en diferents espècies químiques
- Característiques
- exemples
- referències
Un enllaç pi (π) és un tipus d'enllaç covalent caracteritzat per impedir el moviment de rotació lliure dels àtoms i per originar entre un parell d'orbitals atòmics de tipus pur, entre d'altres peculiaritats. Hi ha enllaços que poden formar-se entre àtoms pels seus electrons, que els permeten armar estructures més grans i complexes: molècules.
Aquests enllaços poden ser de diferents varietats, però els més comuns en aquest camp d'estudi són els covalents. Els enllaços covalents, anomenats també moleculars, són un tipus d'enllaç en on els àtoms involucrats comparteixen parells d'electrons.
Això pot passar per la necessitat dels àtoms de cercar estabilitat, formant així la majoria dels compostos que es coneixen. En aquest sentit, els enllaços covalents poden ser senzills, dobles o triples, depenent de la configuració dels seus orbitals i la quantitat de parells d'electrons compartits entre els àtoms involucrats.
És per això que hi ha dos tipus d'enllaç covalent que es formen entre àtoms basant-se en l'orientació dels seus orbitals: els enllaços sigma (σ) i els enllaços pi (π).
És important diferenciar els dos enllaços, ja que l'enllaç sigma es presenta en unions simples i el pi en unions múltiples entre àtoms (dos o més electrons són compartits).
Com es forma?
Per poder descriure la formació de l'enllaç pi primer s'ha de parlar sobre el procés de la hibridació, ja que aquest intervé en alguns enllaços importants.
La hibridació és un procés en on es formen orbitals electrònics híbrids; és a dir, on orbitals de subnivells atòmics sip poden arribar a barrejar-se. Això origina la formació d'orbitals sp, sp 2 i sp 3, els quals es diuen híbrids.
En aquest sentit, la formació dels enllaços pi ocorre gràcies a l'encavalcament d'un parell de lòbuls pertanyents a un orbital atòmic sobre un altre parell de lòbuls que es troben en un orbital que forma part d'un altre àtom.
Aquest solapament d'orbitals ocorre de manera lateral, per la qual cosa la distribució electrònica està concentrada majorment per sobre i per sota de el plànol que formen els nuclis atòmics enllaçats, i ocasiona que els enllaços pi siguin més febles que els enllaços sigma.
A l'parlar de la simetria orbital d'aquest tipus d'unió, cal esmentar que és igual a la dels orbitals tipus p sempre que s'observi a través d'l'eix format per l'enllaç. A més, aquestes unions estan en la seva gran majoria constituïdes per orbitals p.
Formació d'enllaços pi en diferents espècies químiques
Com els enllaços pi sempre estan acompanyats per un o dos enllaços més (un sigma o altre pi i un sigma), és rellevant saber que l'enllaç doble que es forma entre dos àtoms de carboni (constituït per un enllaç sigma i un pi) posseeix menor energia d'enllaç que la corresponent a dues vegades l'enllaç sigma entre tots dos.
Això s'explica mitjançant l'estabilitat de l'enllaç sigma, la qual és més gran que la de l'enllaç pi perquè l'encavalcament d'orbitals atòmics en aquest últim ocorre de manera paral·lela a les regions dalt i sota dels lòbuls, acumulant la distribució electrònica en forma més allunyada dels nuclis atòmics.
Malgrat això, quan es combinen enllaços pi i sigma es forma un enllaç múltiple més fort que l'enllaç simple per si mateix, la qual cosa es pot verificar mitjançant l'observació de les longituds d'enllaç entre diversos àtoms amb enllaços simples i múltiples.
Hi ha algunes espècies químiques que són estudiades pel seu comportament excepcional, com ara els compostos de coordinació amb elements metàl·lics, en els quals els àtoms centrals es troben units només mitjançant enllaços pi.
Característiques
Les característiques que distingeixen els enllaços pi d'altres classes d'interaccions entre espècies atòmiques es descriuen tot seguit, començant pel fet que aquesta unió no permet el moviment de rotació lliure dels àtoms, com ara els de carboni. Per aquesta raó, si hi ha rotació dels àtoms es produeix la ruptura de l'enllaç.
Així mateix, en aquests enllaços el solapament entre els orbitals succeeix mitjançant dues regions paral·leles, aconseguint que posseeixin una major difusió que els enllaços sigma i que, per aquesta raó, siguin més febles.
D'altra banda, com es va esmentar anteriorment, l'enllaç pi sempre es genera entre un parell d'orbitals atòmics purs; això significa es genera entre orbitals que no han patit processos d'hibridació, en els quals es concentra la densitat dels electrons majoritàriament per sobre i per sota de l'pla format per la unió covalent.
En aquest sentit, entre un parell d'àtoms es pot presentar més d'un enllaç pi, sempre estant acompanyat d'un enllaç sigma (en els enllaços dobles).
De manera similar, es pot donar un enllaç triple entre dos àtoms adjacents, el qual està format per dos enllaços pi en posicions que formen plans perpendiculars entre si i un enllaç sigma entre els dos àtoms.
exemples
Com es va dir prèviament, les molècules constituïdes per àtoms units mitjançant un o més enllaços pi sempre posseeixen enllaços múltiples; és a dir, dobles o triples.
Un exemple d'això és la molècula d'etilè (H 2 C = CH 2), que està constituïda per una unió doble; és a dir, un enllaç pi i un sigma entre els seus àtoms de carboni, a més dels enllaços sigma entre els carbonis i hidrògens.
Per la seva banda, la molècula d'acetilè (H-C≡C-H) posseeix un enllaç triple entre els seus àtoms de carboni; és a dir, dos enllaços pi formant plans perpendiculars i un enllaç sigma, a més de les seves corresponents enllaços sigma carboni-hidrogen.
També es presenten enllaços pi entre molècules cícliques, com ara el benzè (C 6 H 6) i els seus derivats, la disposició resulta en un efecte anomenat ressonància, que permet que la densitat electrònica pugui migrar entre àtoms i atorgar-li, entre altres coses, major estabilitat a l'compost.
Per exemplificar les excepcions esmentades prèviament es presenten els casos de la molècula d'dicarbono (C = C, en què tots dos àtoms posseeixen un parell d'electrons aparellats) i el compost de coordinació anomenat hexacarbonildihierro (representat com Fe 2 (CO) 6, el qual està format únicament per enllaços pi entre els seus àtoms).
referències
- Wikipedia. (Sf). Pi bond. Recuperat de en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Chemistry, Ninth edition. Mèxic: McGraw-Hill.
- ThoughtCo. (Sf). Pi Bond Definition in Chemistry. Recuperat de thoughtco.com
- Britannica, I. (sf). Pi bond. Obtingut de britannica.com
- LibreTexts. (Sf). Sigma and Pi Bonds. Recuperat de chem.libretexts.org
- Srivastava, AK (2008). Organic Chemistry Made Simple. Recuperat de books.google.co.ve