Enllaç π

Orbitales electrònics atòmic i molecular, mostrant un enllaç Pi a l'extrem inferior dret de l'image.

En química, els enllaços pi (enllaços π) són enllaços químics covalente a on dos lòbuls d'un orbital involucrat en l'enllaç solapan en dos lòbuls de l'atre orbital involucrat. S'identifiquen per la falta de densitat electrònica a lo llarc del seu eix internuclar.

Dos orbitales p formant un orbital π.

La lletra grega π en el seu nom es referix als orbitales p, ya que la simetria dels orbitales dels enllaços pi és la mateixa que la dels orbitales p. Generalment, els orbitales p estan involucrats en este tipo d'enllaç. S'assumix que els orbitales d també participen en l'enllaç pi, pero açò no és necessàriament el cas en la realitat, encara que el concepte d'enllaç per mig de orbitales d explica be l'hipervalencia.

Els enllaços pi són generalment més dèbils que els enllaços sigma, perque la seua densitat electrònica negativament carregada està més llunt de la càrrega positiva del núcleu atòmic, lo que requerix més energia. Des de la perspectiva de la mecànica quàntica, la debilitat de l'enllaç s'explica pel traslape significativament menor entre els components dels orbitales p, per l'orientació paralela.

Encara que els enllaços pi per sí mateixos són més dèbils que un enllaç sigma, els enllaços pi són components freqüents dels enllaços múltiples, junt en els enllaços sigma. La combinació d'enllaç pi i enllaç sigma és més fort que qualsevol dels enllaços per sí solament. L'aument de la força d'un enllaç múltiple comparat en un enllaç simple (enllaç sigma) està indicat de vàries formes, pero la més evident és la contracció de la llongitut d'enllaç. Per eixemple, en química orgànica, la llongitut d'enllace carbono-carbono en l'etano és (154 pm), etileno (133 pm) i acetileno (120 pm).

Ademés de l'enllaç sigma, un parell d'àtoms conectats per un enllaç doble, enllaç triple, enllaç cuádruple o enllaç quíntuple poden tindre un, dos, tres o quatre enllaços pi, respectivament. Els enllaços pi resulten del traslape de orbitales atòmics que tenen dos àrees de traslape. Els enllaços pi són més difusos que els enllaços sigma. Els electrons en els enllaços pi són referits algunes voltes com a electrons pi. Els fragments moleculars units per un enllaç pi no poden rotar lliurement al voltant de l'enllaç sense la ruptura de l'enllaç pi, perque la rotació involucra la destrucció de l'orientació paralela dels orbitales p constituents.

Casos especials

La presència d'enllaços pi no necessàriament es dona sempre en conjunció en la presència d'enllaços sigma, es coneixen també casos en els que dos àtoms s'enllacen únicament per mig d'enllaços pi.

En alguns complexos metàlics, les interaccions pi entre un àtom metàlic i els orbitales antienlazantes pi d'un alquino o un alqueno formen enllaços pi.

En certs casos d'enllaços múltiples entre dos àtoms, no hi ha enllaços sigma del tot, sol enllaços pi. Tals casos inclouen, per eixemple, l'hexacarbonildihierro (Fe₂(CO)₆), dicarbono (C₂) i el borano B₂H₂. En estos composts, els enllaços centrals consistixen solament d'enllaços pi, i per a conseguir el màxim traslape de orbitales, la llongitut d'enllaç és molt menor de l'esperada.