¿Por qué un doble enlace no puede estar formado por dos enlaces sigma?

En cualquier enlace de dos átomos, si abstraemos los orbitales al par de átomos, puede tener orbitales de enlace de simetría [math] \ sigma [/ math] o [math] \ pi [/ math]. (Sí, estoy dejando de lado los enlaces [matemática] \ delta [/ matemática] aquí).

  • En la simetría [matemática] \ sigma [/ matemática] [matemática] [/ matemática], la rotación alrededor del eje de enlace no produce ningún cambio en el signo para ninguna parte del orbital.
  • En la simetría [matemática] \ pi [/ matemática], la rotación 180 grados alrededor del eje de enlace cambia el signo del orbital; es decir, multiplica el orbital por -1.

Si un par de átomos comparte más de un enlace orbital, esos orbitales también deben ser ortogonales; es decir, no deben tener superposición neta.

Un orbital [math] \ pi [/ math] es ortogonal a un orbital [math] \ sigma [/ math]; la mitad es la misma fase que el orbital [math] \ sigma [/ math], y la otra mitad es la fase opuesta, de modo que +1 + -1 = 0 se superponen.

Dos orbitales [matemáticos] \ pi [/ matemáticos] que se compensan entre sí en 90 grados también son ortogonales.

Pero es imposible que dos orbitales [math] \ sigma [/ math] que unen el mismo par de átomos sean ortogonales; esa es solo la naturaleza de la bestia [math] \ sigma [/ math].

Los enlaces Sigma requieren que los orbitales se superpongan con los de otro átomo sin ningún plano nodal, es decir, el plano que pasa a través de dos núcleos donde no se pueden encontrar electrones. Además, la superposición debe ser estilo “cabeza a cabeza”. Desafortunadamente, en toda hibridación, es imposible para cualquier par de átomos reorganizar sus orbitales para que puedan tener dos (o más) lóbulos apuntando uno hacia el otro y superponerse con los dos orbitales del otro sin ningún plano nodal en “cabeza a cabeza”. estilo “cabeza”. Puede imaginar el posible arreglo extraño en este caso, pero será demasiado extraño para ser estable.