Liaison π
En chimie, les liaisons pi (π bonds) sont des liaisons chimiques covalentes où le chemin orbital d'un électron croise (chevauche) le chemin d'un autre. Les électrons ont un lobe en forme de huit (voir photo). Il y a deux zones de chevauchement car les trajectoires se chevauchent sur les deux lobes. Un seul des plans nodaux de l'orbite passe par les deux noyaux concernés.
La lettre grecque π dans leur nom fait référence aux p orbitales. La symétrie orbitale de la liaison pi est identique à celle de l'orbitale p lorsqu'elle est vue sur l'axe de la liaison. Les p orbitales ont généralement ce type de liaison. Les orbitales D sont également supposées utiliser le lien pi, mais ce n'est pas nécessairement ce qui se passe dans la réalité. L'idée de lier les orbitales d s'inscrit dans la théorie de l'hypervalence.
Les obligations Pi sont généralement plus faibles que les obligations sigma. Selon la mécanique quantique, cela s'explique par le fait que les trajectoires orbitales sont parallèles et qu'il y a donc beaucoup moins de chevauchement entre les p-orbitales.
Les liaisons Pi se produisent lorsque deux orbitales atomiques sont en contact à travers deux zones de chevauchement. Les liaisons Pi sont des liaisons plus étalées que les liaisons sigma. Les électrons des liaisons pi sont parfois appelés électrons pi. Les fragments moléculaires reliés par une liaison pi ne peuvent pas tourner autour de cette liaison sans rompre la liaison pi. La rotation détruit les trajectoires parallèles des deux p orbitales.
Orbites électroniques atomiques et moléculaires, montrant une liaison pi en bas à droite de l'image.
Deux p-orbitaux formant un lien π.
Liens multiples
Les atomes qui sont reliés par un double lien ont un lien sigma et un lien pi. S'ils sont reliés par un triple lien, ils ont un lien sigma et deux liens pi.
Un lien pi est plus faible qu'un lien sigma, mais la combinaison des liens pi et sigma est plus forte que l'un ou l'autre de ces liens en soi. La force supplémentaire d'un lien multiple par rapport à un lien simple (lien sigma) se manifeste de nombreuses façons. La plus évidente est la contraction de la longueur des liens. Par exemple, en chimie organique, les longueurs de liaison carbone-carbone sont dans l'éthane (154 pm), dans l'éthylène (134 pm) et dans l'acétylène (120 pm). Un plus grand nombre de liaisons rend la liaison totale plus courte et plus forte. La configuration électronique est basée sur les blocs S, P, D et f. S a 2 électrons P a 6 électrons D a 10 électrons F a 14 électrons
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| éthane | éthylène | acétylène |
Cas particuliers
Les liaisons Pi ne rejoignent pas nécessairement une paire d'atomes qui sont également liés par un sigma.
Dans certains complexes métalliques, les interactions pi entre un atome de métal et les orbitales antiliaison d'alcyne et d'alcène pi forment des liaisons pi.
Dans certains cas de liaisons multiples entre deux atomes, il n'y a pas de liaison sigma du tout, seulement des liaisons pi. Citons par exemple le diiron hexacarbonyle (Fe2(CO)6), le dicarbone (C2) et le borane B2H2. Dans ces composés, la liaison centrale n'a qu'une liaison pi. Afin d'obtenir le plus grand chevauchement orbital possible, les distances de liaison sont beaucoup plus courtes que prévu.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce qu'une liaison pi en chimie ?
R : Une liaison pi est une liaison chimique covalente dans laquelle la trajectoire orbitale d'un électron croise celle d'un autre, créant deux zones de chevauchement car les trajectoires se chevauchent sur les deux lobes.
Q : Quelle est la lettre grecque mentionnée dans leur nom ?
R : La lettre grecque à laquelle il est fait référence dans leur nom est π et se rapporte aux orbitales p.
Q : Quelle est la symétrie orbitale de la liaison pi ?
R : La symétrie orbitale de la liaison pi est la même que celle de l'orbitale p lorsqu'elle est observée le long de l'axe de la liaison, car les orbitales p ont généralement ce type de liaison.
Q : Pourquoi les liaisons pi sont-elles généralement plus faibles que les liaisons sigma ?
R : Les liaisons pi sont généralement plus faibles que les liaisons sigma car, selon la mécanique quantique, les trajectoires orbitales sont parallèles, de sorte qu'il y a beaucoup moins de chevauchement entre les orbitales p.
Q : Quand les liaisons pi se produisent-elles ?
R : Les liaisons pi se produisent lorsque deux orbitales atomiques sont en contact par l'intermédiaire de deux zones de chevauchement.
Q : Que sont les liaisons pi ?
R : Les liaisons pi sont des liaisons plus étalées que les liaisons sigma.
Q : Les fragments moléculaires reliés par une liaison pi peuvent-ils tourner autour de cette liaison sans la rompre ?
R : Non, les fragments moléculaires reliés par une liaison pi ne peuvent pas tourner autour de cette liaison sans rompre la liaison pi, car la rotation détruit les trajectoires parallèles des deux orbitales p.
