Qual a diferença na distribuição espacial dos elétrons em uma ligação \pi e uma ligação \sigma ?

Passo 1

O enunciado pede para comparar como os elétrons se distribuem no espaço em uma ligação \sigma e em uma ligação \pi. O conteúdo envolve compreensão de como orbitais atômicos se sobrepõem e onde fica a densidade eletrônica em cada tipo de ligação.

Passo 2

Uma ligação \sigma resulta do sobreponto frontal de orbitais atômicos ao longo do eixo que une os dois núcleos. Nessa configuração, a densidade eletrônica fica majoritariamente concentrada entre os dois núcleos e apresenta simetria cilíndrica em torno desse eixo.

Passo 3

Uma ligação \pi surge do sobreponto lateral de dois orbitais \emph{p} paralelos. Nesse caso, há um plano nodal que passa pelo eixo internuclear onde a densidade eletrônica é zero, e a densidade dos elétrons fica concentrada em duas regiões (lóbulo superior e lóbulo inferior) em relação ao eixo que une os núcleos.

Passo 4

Comparando as duas distribuições espaciais:
  • Na ligação \sigma: a densidade eletrônica está entre os núcleos e é circularmente simétrica em torno do eixo internuclear.
  • Na ligação \pi: a densidade eletrônica está acima e abaixo (ou à direita e à esquerda) do eixo internuclear, com um plano nodal ao longo desse eixo, sem simetria cilíndrica.

Resposta

A ligação \sigma tem densidade eletrônica concentrada diretamente entre os núcleos com simetria cilíndrica ao redor do eixo internuclear, enquanto a ligação \pi possui densidade eletrônica em dois lóbulos laterais ao eixo, separados por um plano nodal ao longo do eixo internuclear.

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