Legame π: caratteristiche

Un legame  π  si stabilisce dalla sovrapposizione laterale di due orbitali atomici si tipo p e presenta un piano nodale

Secondo la teoria degli orbitali molecolari infatti i legami covalenti si formano dalla sovrapposizione degli orbitali atomici.

Ha una minore energia rispetto a un legame σ infatti l’energia di un legame σ tra due atomi di carbonio è di circa 347 kJ/mol mentre per un legame π è di 264 kJ/mol

Sovrapposizione assiale

L’entità della sovrapposizione è maggiore quando gli orbitali p si sovrappongono assialmente rispetto a quando si sovrappongono lateralmente quindi il legame σ è più forte del legame π.

Si consideri la molecola biatomica O₂ costituita da due atomi di ossigeno ciascuno dei quali ha configurazione elettronica 1s², 2s², 2p⁴. Si assume che gli elettroni spaiati di ciascun atomo di ossigeno si trovino nei rispettivi orbitali atomici p_y e p_z.

Quando i due atomi di ossigeno si avvicinano lungo l’asse z i due orbitali p_z si sovrappongono assialmente dando un orbitale σ e gli orbitali p si sovrappongono lateralmente per dare un orbitale π. Nella molecola di ossigeno è quindi presente un doppio legame di cui uno σ e l’altro π.

Se tra due atomi vi è un doppio legame uno di essi è di tipo σ mentre l’altro è di tipo π. Se nella molecola, come nel caso di N₂ vi è un triplo legame solo uno di essi è di tipo σ mentre gli altri due sono di tipo π.

Un legame π può formarsi anche dalla sovrapposizione di un orbitale d_xz e d_yz.

Composti con legame π 

Essi sono presenti in molti composti organici come alcheni e alchini ma anche in composti che contengono il gruppo carbonilico, il gruppo carbossilico e in tutti i composti aromatici.

La presenza di questo tipo di legame nei composti organici è determinante ai fini dell’isomeria cis-trans, della reattività dei vari composti e della possibilità di formare strutture di risonanza