Formation de liaisons Sigma :
Dans une double liaison, la liaison sigma est formée par le chevauchement frontal de deux orbitales hybrides \(sp^2\) de chaque atome de carbone. Les orbitales hybrides \(sp^2\) résultent du mélange d'une orbitale \(s\) et de deux orbitales \(p\), conduisant à un arrangement plan trigonal des atomes autour de la double liaison.
Formation de liaisons Pi :
La liaison pi dans une double liaison est formée par le chevauchement latéral de deux orbitales \(p\) de chaque atome de carbone. Ces orbitales \(p\) sont perpendiculaires au plan de la liaison sigma et entre elles. La densité électronique de la liaison pi est concentrée au-dessus et au-dessous du plan de la liaison sigma, créant un nuage électronique cylindrique.
La rigidité de la double liaison découle de la nature de la liaison pi. Les orbitales \(p\) impliquées dans la liaison pi ont une forme d'haltère avec une densité électronique concentrée dans deux lobes sur les côtés opposés du noyau. Cette forme restreint la rotation autour de la double liaison car toute tentative de rotation perturberait le chevauchement des orbitales \(p\) et affaiblirait la liaison pi. Rompre la liaison pi nécessiterait un apport d’énergie important, rendant la rotation autour de la double liaison très défavorable.
En revanche, les liaisons simples formées par le chevauchement d'orbitales hybrides \(sp^3\) permettent une rotation libre car la densité électronique est répartie de manière plus symétrique autour de l'axe de la liaison. Les orbitales \(sp^3\) peuvent tourner sans perturber de manière significative la liaison, permettant les différentes conformations de molécules avec des liaisons simples.
Par conséquent, la présence de la liaison pi et la rotation restreinte autour de la double liaison jouent un rôle crucial dans la détermination de la géométrie moléculaire, de la stabilité et des propriétés des composés contenant des doubles liaisons.
