Orbitali molecolari π del catione e dell'anione allilico

Ricordiamo che l'1,3-butadiene è un sistema coniugato a quattro atomi di carbonio. In confronto, il catione allile e l'anione sono sistemi coniugati a tre atomi di carbonio.

Una combinazione lineare dei tre orbitali p atomici non ibridati in sistemi allilici dà tre orbitali molecolari π.

L'orbitale molecolare a più bassa energia, ψ₁, è formato da una sovrapposizione in fase di tutti gli orbitali p ed è interamente legante.

ψ₂ ha un nodo che passa attraverso il carbonio centrale. Poiché non c'è sovrapposizione tra atomi di carbonio adiacenti, questo è un orbitale di non legame ed energeticamente simile agli orbitali atomici.

ψ₃ è completamente antilegame con tre orbitali p fuori fase che formano due nodi.

I due elettroni π del catione allile riempiono ψ₁, che diventa l'HOMO, rendendo ψ₂ il LUMO.

In confronto, l'anione allile ha quattro elettroni π distribuiti tra ψ₁ e ψ₂, dove ψ₂ è l'HOMO e ψ₃ il LUMO.

È interessante notare che, in entrambi i sistemi, la carica è concentrata sui carboni terminali, il che concorda con l'immagine di risonanza.