Legăturile Sigma și Pi
Toate legăturile din etenă sunt covalente, ceea ce înseamnă că toate sunt formate de doi atomi adiacenți care își împart electronii de valență. Spre deosebire de legăturile ionice care țin atomii împreună prin atracția a doi ioni cu sarcini opuse.
Legăturile sigma se creează atunci când există o suprapunere de orbitali similari, orbitali care sunt aliniați de-a lungul axei inter-nucleare. Legăturile sigma obișnuite sunt \(s+s\), \(p_z+p_z\) și \(s+p_z\), \(z\) este axa legăturii pe planul xyz- al atomului.
legăturile \(\pi\) se creează atunci când există o suprapunere adecvată a orbitalilor \(p\) similari, adiacenți, cum ar fi \(p_x\)+\(p_x\) și \(p_y\)+\(p_y\). Fiecare orbital p are doi lobi, unul indicat, de obicei, prin + și celălalt prin – (uneori unul poate fi umbrit, iar celălalt nu). Aceste + și – (umbrite sau nu) au doar rolul de a indica faza opusă \(\phi\) a funcțiilor de undă, nu indică niciun fel de sarcină electrică. Pentru ca o legătură \(\pi\) să se formeze, ambii lobi ai orbitalului \(p\) trebuie să se suprapună, + cu + și – cu -. Atunci când un lob + se suprapune cu un lob -, se creează o interacțiune orbitală anti-legătură, care are o energie mult mai mare și, prin urmare, nu este o interacțiune de dorit.
În mod normal, nu pot exista legături \(\pi\) între doi atomi fără ca mai întâi să fie prezentă cel puțin o legătură sigma. Dar există cazuri speciale, cum ar fi dicarbonul (\(C_2\)) în care legătura centrală este o legătură \(\pi\) și nu o legătură sigma, dar în astfel de cazuri cei doi atomi doresc să aibă cât mai multă suprapunere orbitală posibilă, astfel încât lungimile legăturilor dintre atomi sunt mai mici decât cele așteptate în mod normal.
Legătura \(\pi\) din etenă este slabă în comparație cu legătura sigma dintre cei doi carboni. Această slăbiciune face ca legătura \(\pi\) și molecula în ansamblu să fie un loc cu o reactivitate chimică relativ ridicată față de o serie de substanțe diferite. Acest lucru se datorează densității mari de electroni din legătura \(\pi\) și, deoarece este o legătură slabă cu densitate mare de electroni, legătura \(\pi\) se va rupe cu ușurință pentru a forma două legături sigma separate. Astfel de locuri sunt denumite grupuri funcționale sau funcționalități. Aceste grupări au proprietăți caracteristice și controlează reactivitatea moleculei în ansamblul ei. Modul în care aceste grupări funcționale și alți reactanți formează diverși produse reprezintă un concept important în chimia organică.