Tópico 54- Deslocalização π: butadieno

Esta página utiliza Jmol. Se não estiver familiarizado com as possibilidades do Jmol veja esta introdução.

No butadieno, CH2CHCHCH2, os carbonos estão rodeados por três zonas com electrões pelo que estes apresentam uma  hibridação sp2. A configuração do carbono é assim:
C - [He] 2sp212sp212sp212pz1


As três orbitais híbridas de cada carbono estabelecem três ligações σ, que fazem entre si ângulos de aproximadamente 120º.

Esqueleto σ

As 4 orbitais pz que não entraram na hibridação só podem coalescer lateralmente estabelecendo ligações π. As orbitais pz apresentam uma pequena sobreposição  pelo que neste caso não é válida a aproximação de ligações localizadas e é necessário recorrer à TOM (link) para descrever os electrões do butadieno e de  moléculas semelhantes que apresentam ligações duplas alternadas. Estas moléculas são designadas polienos conjugados porque existe conjugação ou deslocalização π decorrente do facto de existir interferência entre as orbitais pz (paralelas) de átomos de carbono adjacentes. A deslocalização π é utilizada no EV para explicar porque razão nestas moléculas a distância C1-C2 (ou C3-C4)  é maior que a distância C-C no etileno e a distância C2-C3 é menor que a distância C-C no etano

Distâncias C-C no butadieno

Assim, à luz do EV, as duas ligações π do butadieno dizem-se deslocalizadas sobre os quatro átomos de carbono. Uma descrição mais rigorosa é obtida através da TOM em que consideramos a combinação linear das quatro orbitais atómicas pz obtendo quatro orbitais moleculares, π1 a π4, das quais as duas de menor energia estão preenchidas.

orbitais moleculares pi do butadieno
Figura 1: Combinação linear das 4 orbitais atómicas pz do butadieno.

A três dimensões ter-se-à:
Orbitais moleculares π