Lo primero que debe recordar es que los enlaces entre los elementos de la segunda fila (C, N, O) son más cortos que aquellos entre los elementos de la tercera fila (Si, P, S), en parte porque los átomos de la tercera fila son más grandes y en parte porque la tercera Los orbitales de valencia de concha son más grandes que los de la segunda concha.
Para que se forme un enlace [math] \ pi [/ math] debe tener una superposición “lateral” entre los orbitales [math] p [/ math] en los átomos vecinos.
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[matemática] 2p [/ matemática] los orbitales son compactos y concentrados. Además, están más juntos porque el enlace entre dos átomos de la segunda fila (como el nitrógeno) es intrínsecamente más corto, lo que hace que la superposición “lateral” de sus orbitales atómicos [matemáticos] p [/ matemáticos] sea mucho mejor.
[matemáticas] Los orbitales 3p [/ matemáticas] están más extendidos y difusos. Además, están más alejados entre sí porque el enlace entre dos átomos de la tercera fila (como el fósforo) es intrínsecamente más largo, lo que hace que la superposición “lateral” de sus orbitales atómicos [matemáticos] p [/ matemáticos] sea mucho más pobre.
Por otro lado, la superposición de enlaces [math] \ sigma [/ math], ya sea entre orbitales híbridos [math] sp ^ x [/ math] o entre orbitales puros [math] p [/ math], es similar, ya sea entre los átomos de la segunda o tercera fila.
Es cierto que los enlaces simples NN son más débiles que los enlaces simples PP, y que los enlaces simples OO son más débiles que los enlaces simples SS; pero, por otro lado, los enlaces simples CC son considerablemente más fuertes que los enlaces simples Si-Si.
La anomalía del nitrógeno y el oxígeno a veces se atribuye a la repulsión mutua de sus electrones de par solitario. Esto se ve exacerbado por el hecho de que los átomos están más juntos porque sus enlaces son más cortos.
Imágenes de arriba de The Orbitron, una galería de orbitales atómicos y orbitales moleculares del grupo de educación química de Mark Winter en la Universidad de Sheffield