Enlacessigma (σ) son el primer tipo de enlace covalente que se encuentra entre dos átomos formados por superposición de cabeza a cabeza. Constituyen exclusivamente enlaces simples y también se encuentran en enlaces dobles y triples.
Losenlaces Pi (π ) son el segundo y tercer tipo de enlaces covalentes que se encuentran entre dos átomos formados por el solapamiento de lado a lado de los orbitales p. Sólo se encuentran en los enlaces dobles y triples.
- Este artículo trata sobre los enlaces sigma y pi.
- Profundizaremos en qué son los enlaces sigma y pi y veremos sus diferencias.
- A continuación, veremos brevemente algunos ejemplos de enlaces sigma y pi.
- Después, veremos la descomposición de los enlaces sigma y pi en enlaces dobles y triples.
- Por último, para aplicar lo que hemos aprendido, haremos algunos problemas prácticos de recuento de enlaces sigma y pi.
Recuerda que los enlaces covalentes se forman a partir del solapamiento de los orbitales atómicos, que no son más que el espacio donde es probable que se encuentren los electrones. Hay varios tipos de conjuntos de orbitales atómicos: s, p, d y f. Cada uno de estos conjuntos puede contener una cantidad diferente de orbitales, existir en niveles de energía distintos y tener formas diferentes. Cuando dos moléculas se enlazan, los orbitales suelen combinarse para formar orbitales híbridos como sp, sp2 y sp3. Para comprender los enlaces Sigma y Pi, debes tener un conocimiento básico de los orbitales atómicos, la hibridación y los orbitales híbridos. ¡Consulta las explicaciones de estos términos si necesitas repasarlos!
Diferencias entre los enlaces Sigma y Pi
A continuación encontrarás una tabla en la que se destacan las diferencias más importantes que debes conocer entre los enlaces sigma y pi. Entraremos en más detalle en cada una de ellas.
| Enlaces Sigma (σ) | Enlaces Pi (π) |
| Formados por el solapamiento cabeza a cabeza entre orbitales atómicos (tanto hibridados como no hibridados) | Formados por solapamiento lateral entre orbitales p |
| Enlace covalente más fuerte | Enlace covalente más débil |
| Puede existir independientemente en enlaces simples También se encuentra en enlaces dobles y triples | Debe coexistir con un enlace sigma y sólo se encuentra en enlaces dobles y triples |
Tabla 1. Diferencias entre los enlaces sigma y pi, Fuente:Tallya Lutfak, originales de StudySmarter
Formación de los enlaces sigma y pi
Bien, ahora probablemente te estés preguntando qué significa el solapamiento de cabeza a cabeza y de lado a lado de los orbitales atómicos. No tiene absolutamente nada que ver con las cabezas reales, sino que esta diferencia se refiere a dónde se produce realmente la unión entre orbitales. En los enlaces sigma, el solapamiento de cabeza a cabeza significa que los dos orbitales se solapan directamente entre los núcleos de los átomos, mientras que de lado a lado significa que los dos orbitales se solapan de forma paralela en el espacio por encima y por debajo de los núcleos.
Tres tipos de enlaces sigma entre orbitales atómicos s-s, s-p y p-p y un enlace pi entre orbitales p-p. Tallya Lutfak, StudySmarter Original.
Fuerza de los enlaces sigma y pi
Como se ha visto anteriormente, los enlaces sigma tienen una mayor área de solapamiento de enlace. Debido a la diferencia en el solapamiento, los enlaces sigma y pi difieren en la fuerza de enlace. Esta mayor área de solapamiento corresponde a una mayor probabilidad de encontrar electrones de valencia entre los núcleos de los átomos. Además, los electrones están más cerca de los núcleos, por lo que el enlace sigma es más fuerte.
Aunque un solo enlace sigma es más fuerte que un enlace pi, cuando ambos están presentes (como en los enlaces dobles y triples) su fuerza combinada es mayor que la de un enlace simple.
A continuación, veremos algunos ejemplos de enlaces sigma y pi en distintas moléculas para que estés más familiarizado con las interacciones orbitales asociadas a cada enlace.
Ejemplos de enlaces Sigma y Pi
El diagrama anterior muestra que los enlaces sigma pueden producirse entre el solapamiento de dos orbitales atómicos s, un orbital s y un orbital p o dos orbitales p. Otro tipo de interacción que crea enlaces sigma es el solapamiento de dos orbitales atómicos hibridados, como sp-sp. Los enlaces pi suelen formarse exclusivamente por el solapamiento de lado a lado de orbitales p no hibridizados. Aquí tienes una práctica tabla con ejemplos de cada tipo de interacción.
| Tipo de enlace | Orbitales atómicos solapados | Moléculas de ejemplo |
| sigma | s-s | H2, H-H |
| sigma | p-p | F2, F-F |
| sigma | cabeza con cabeza s-p | HCl, H-Cl |
| sigma | sp2-sp2 | C=C en C2H4 |
| enlaces pi | lado a lado p-p | O=O en O2 |
Tabla 2. Ejemplos de enlaces sigma y pi. Fuente: Tallya Lutfak, StudySmarter Original
Ahora vamos a explorar algunos ejemplos de enlaces sigma y pi en el contexto de los enlaces múltiples y a identificar cuántos enlaces sigma y pi existen en los enlaces dobles y triples.
Enlaces sigma y pi en enlaces dobles
A continuación se enumeran algunos ejemplos de moléculas con dobles enlaces
- O2 u O=O
- NO o N=O
- CO2 u O=C=O
Los doblesenlaces se producen entre dos átomos que comparten cuatro electrones (dos pares de electrones).
Si has dicho un enlace sigma y un enlace pi, ¡estás en lo cierto! Un doble enlace siempre está formado por un enlace sigma y un enlace pi. Pero, ¿por qué es así?
Un enlace simple es siempre un enlace sigma y no pueden existir dos enlaces sigma entre los mismos átomos. Una vez que se forma un enlace sigma con solapamiento de cabeza a cabeza, la única otra forma de que dos átomos compartan electrones es mediante el solapamiento de lado a lado de un enlace pi.
Enlaces sigma y pi en enlaces triples
A continuación se enumeran algunos ejemplos de moléculas con enlaces triples
- N2 o
- C2H2 o H -
- H
- CO o
Los enlaces triples se producen entre dos átomos que comparten seis electrones (tres pares de electrones).
¿Cuántos enlaces sigma y pi existen en un enlace triple? Si has dicho un enlace sigma y dos enlaces pi, ¡has vuelto a acertar! Un enlace triple siempre está formado por un enlace sigma y dos enlaces pi.
Problemas prácticos de recuento de enlaces sigma y pi
Ahora que sabemos qué son los enlaces sigma y pi y cuándo aparecen en enlaces simples, dobles y triples, ¡sólo nos queda poner en práctica nuestros conocimientos!
Cuando una pregunta trata de contar cuántos enlaces sigma y pi hay en una determinada molécula, puede darte una versión condensada de la fórmula estructural o una estructura de Lewis completa. Si sólo te dan una fórmula condensada, debes asegurarte de que puedes dibujar con precisión el diagrama de Lewis tú mismo. Si necesitas un repaso, consulta Diagrama de puntos de Lewis.
¡Hagamos un par de ejemplos!
¿Cuántos enlaces sigma (σ) y pi (π) hay en la siguiente molécula?
Fig. 2: Estructura de Lewis de C3H7NO2.
La buena noticia es que este ejemplo nos proporciona el diagrama de Lewis completo, así que lo único que tenemos que hacer es contar el número de enlaces sencillos, dobles y triples.
Hay 11 enlaces sencillos, 1 enlace doble y 0 enlaces triples.
Recuerda que cada enlace sencillo es un enlace sigma y que cada enlace doble está formado por 1 enlace sigma y 1 enlace pi.
Esto significa que, en total, hay 12 enlaces sigma (11 enlaces sencillos + 1 enlace sigma del doble enlace) y 1 enlace pi en esta molécula.
Ahora haremos un ejemplo en el que tendremos que dibujar nosotros mismos el diagrama de Lewis de la molécula. Te servirá de práctica para dibujar estructuras de Lewis y contar los enlaces.
¿Cuántos enlaces sigma y pi hay en el C2H2, etileno?
Lo primero que tenemos que hacer es dibujar nuestra estructura de Lewis para que podamos ver correctamente todos los enlaces.
Laestructura correcta deberíaser como la siguiente:
Ahora, seguimos el mismo proceso y contamos todos los enlaces sencillos, dobles y triples de la molécula.
Hay 2 enlaces sencillos y 1 triple.
¿Cuál crees que es el número total de enlaces sigma y pi?
Hay 3 enlaces sigma (2 enlaces sencillos + 1 enlace sigma del enlace triple) y 2 enlaces pi (del enlace triple).
Enlaces sigma y pi - Puntos clave
- Los enlaces sigma se forman por el solapamiento cabeza con cabeza de los orbitales atómicos y son los primeros enlaces covalentes que se forman entre átomos.
- Los enlaces Pi se forman por el solapamiento lateral de los orbitales p y son los enlaces segundo y tercero que se forman entre los átomos.
- Las principales diferencias son que los enlaces sigma pueden formarse entre orbitales hibridados y son más fuertes que los enlaces pi.
- Un enlace sencillo consta de 1 enlace sigma, un enlace doble consta de 1 enlace sigma y 1 enlace pi y un enlace triple es 1 enlace sigma y 2 enlaces pi.
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