Legame a tre centri e due elettroni

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Il legame a tre centri e due elettroni, o legame 3c-2e, è un legame chimico dove tre atomi sono legati unicamente da un orbitale molecolare delocalizzato su questi tre atomi, contenente due elettroni. Questo legame è interpretabile solo utilizzando la teoria degli orbitali molecolari. Semplificando, si considera che l'interazione di tre orbitali atomici (uno per ciascuno degli atomi partecipanti) formi tre orbitali molecolari: uno legante, uno non legante e uno antilegante. I due elettroni occupano l'orbitale legante, producendo il legame chimico tra i tre atomi. Il concetto di legame a tre centri e due elettroni è stato introdotto nel 1949 da Christopher Longuet-Higgins e successivamente sviluppato da William Lipscomb.[1] Dal punto di vista geometrico, il legame 3c-2e non è lineare (salvo eccezioni); per confronto il legame a tre centri e quattro elettroni (3c-4e) è invece lineare.[2]

Modello del catione H3+

Il caso più semplice di specie contenente un legame 3c-2e è rappresentato dal catione idrogenonio (H3+), che ha la forma di un triangolo equilatero.

Legami 3c-2e sono molto comuni soprattutto nei borani, dove si osservano sia legami con un idrogeno a ponte tra due atomi di boro (indicati come B–H–B) sia legami centrali fra tre atomi di boro (indicati come BBB).

Alcuni esempi sono illustrati nella successiva galleria. Il B2H6 contiene due legami B–H–B; il B5H9 e il B10H14 sono esempi di borani contenenti legami sia B–H–B che BBB. Altri casi ben noti di legami 3c-2e si riscontrano nel trimetilalluminio e nel trietilalluminio, che hanno struttura e legami simili a quelli del diborano.

La denominazione di legame a tre centri e due elettroni è per lo più utilizzata nei campi della chimica inorganica e della chimica organometallica. Legami simili esistono anche nella chimica organica, ma i composti organici che contengono questo tipo di legami sono in genere piuttosto instabili.[3] Ad esempio, i carbocationi danno luogo a riarrangiamenti che passano attraverso stati di transizione a tre centri.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Greenwood e Earnshaw 1997, p. 157
  2. ^ DeKock e Bosma 1988
  3. ^ McMurry e Lectka 1992

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • R. L. DeKock e W. B. Bosma, The three-center, two-electron chemical bond in J. Chem. Educ., vol. 65, nº 3, 1988, pp. 194-197, DOI:10.1021/ed065p194.
  • (EN) N. N. Greenwood e A. Earnshaw, Chemistry of the elements, 2ª ed., Oxford, Butterworth-Heinemann, 1997, ISBN 0-7506-3365-4.
  • J. E. McMurry e T. Lectka, Three-Center,Two-Electron C-H-C Bonds in Organic Chemistry in Acc. Chem. Res., vol. 25, nº 1, 1992, pp. 47-53, DOI:10.1021/ar00013a007.
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