π-Molekülorbitale von 1,3-Butadien

1,3-Butadien ist ein konjugiertes System mit vier sp^{2-hybridisierten} Kohlenstoffen, die jeweils ein unhybridisiertes p-Orbital haben, das ein Elektron enthält.

Eine lineare Kombination der vier unhybridisierten atomaren p-Orbitale führt zu vier π Molekülorbitalen, zwei Bindungen und zwei Antibindungen.

Die vier π Elektronen belegen die beiden untersten Molekülorbitale, ψ₁ und ψ₂.

ψ₂ ist das am höchsten besetzte Molekülorbital oder HOMO, und ψ₃ ist das niedrigste unbesetzte Molekülorbital oder LUMO.

Beachten Sie, dass ψ₁ durch eine phasengleiche Überlappung aller vier p-Orbitale gebildet wird, was zu Bindungswechselwirkungen zwischen allen benachbarten Kohlenstoffen führt. Dies erklärt den partiellen Doppelbindungscharakter der C2-C3-Bindung und die durch die Elektronendelokalisierung gewonnene Stabilisierung.

In ψ₂ entsteht durch die phasenverschobene Überlappung zwischen C2 und C3 ein Knoten, ein Bereich mit null Elektronendichte ohne Bindungswechselwirkung.

Wenn die Energie der Molekülorbitale von ψ₁ auf_{ψ 4} zunimmt, nimmt die Anzahl der Knoten schrittweise zu und die Bindungswechselwirkung nimmt ab.