Un enlace doble en química es un enlace covalente entre dos átomos que implica cuatro electrones de enlace en lugar de los dos de un enlace simple. Los enlaces dobles ocurren con mayor frecuencia entre dos átomos de carbono, por ejemplo, en los alquenos. Existen muchos enlaces dobles entre dos elementos diferentes: por ejemplo, en un grupo carbonilo entre un átomo de carbono y un átomo de oxígeno. Otros enlaces dobles comunes se encuentran en compuestos azo (N=N), iminas (C=N) y sulfóxidos (S=O). En una fórmula esquelética, un enlace doble se dibuja como dos líneas paralelas (=) entre los dos átomos conectados; tipográficamente, el signo igual se utiliza para esto. Los enlaces dobles fueron introducidos por primera vez en la notación química por el químico ruso Alexander Butlerov.

Los enlaces dobles que involucran carbono son más fuertes y más cortos que los enlaces simples correspondientes. El orden de enlace es dos. Los enlaces dobles también son ricos en electrones, lo que los hace más reactivos en presencia de aceptores de electrones fuertes (como en las reacciones de adición de halógenos).

Compuestos químicos con enlaces doblesEtilenoEnlace doblecarbono-carbonoAcetonaEnlace doblecarbono-oxígenoDimetilsulfóxidoEnlace dobleazufre-oxígenoDiazenoEnlace doblenitrógeno-nitrógeno

Enlaces dobles en alquenos derecha|miniaturadeimagen|Geometría del etileno (longitudes de enlace en Ångströms).

El tipo de enlace se puede explicar en términos de hibridación orbital. En el etileno, cada átomo de carbono tiene tres orbitales sp² y un orbital p. Los tres orbitales sp² se encuentran en un plano con ángulos de aproximadamente 120°. El orbital p es perpendicular a este plano. Cuando los átomos de carbono se acercan, dos de los orbitales sp² se superponen para formar un enlace sigma. Simultáneamente, los dos orbitales p se aproximan (en un plano paralelo) y juntos forman un enlace pi. Para una superposición máxima, los orbitales p deben permanecer paralelos; por lo tanto, no es posible la rotación alrededor del enlace central. Esta propiedad da lugar a la isomería cis-trans. Los enlaces dobles son más cortos que los simples porque se maximiza la superposición de los orbitales p.

Dos orbitales sp² (total de tres orbitales de este tipo) se aproximan para formar un enlace sigma sp²-sp². Dos orbitales p se superponen para formar un enlace pi en un plano paralelo al plano sigma. Enlace pi (representado en verde) en el etileno.

Con , la longitud de enlace C=C en el etileno es más corta que la longitud del enlace C−C en el etano, que es de . El enlace doble también es más fuerte, con una energía de frente a del enlace simple, pero no es el doble de fuerte, ya que el enlace pi es más débil que el enlace sigma debido a una superposición menos eficaz.

En una representación alternativa, el enlace doble puede describirse como la superposición de dos orbitales sp³ en un enlace doblado (banana bond).

Variaciones En moléculas con enlaces dobles y enlaces simples alternos, la superposición de orbitales p puede extenderse sobre múltiples átomos en una cadena, dando lugar a un sistema conjugado. La conjugación se puede encontrar en sistemas como los dienos y las enonas (cetonas α,β-insaturadas). En moléculas cíclicas, la conjugación puede conducir a la aromaticidad. En los cumulenos, dos enlaces dobles son adyacentes (C=C=C).

Los enlaces dobles son comunes para los elementos del período 2: carbono, nitrógeno y oxígeno, y menos comunes para elementos de períodos superiores según la regla del enlace doble (double-bond rule). Los metales de transición también pueden participar en enlaces múltiples en complejos metal-ligando.

Homólogos de alquenos del grupo 14 Los compuestos con enlace doble homólogos a los alquenos, de fórmula general R₂E=ER₂, se conocen actualmente para todos los elementos pesados del grupo 14 (Si, Ge, Sn, Pb). A diferencia de los alquenos, estos compuestos no son planos, sino que adoptan estructuras torcidas (twisted) y/o transdobladas (trans-bent). Estos efectos se vuelven más pronunciados para los elementos más pesados.

Por ejemplo, el distanneno (Me₃Si)₂CHSn=SnCH(SiMe₃)₂ presenta una longitud de enlace estaño-estaño apenas un poco más corta que la de un enlace simple, una estructura transdoblada con coordinación piramidal en cada átomo de estaño, y se disocia fácilmente en solución para formar (Me₃Si)₂CHSn: (estannanodiilo, un análogo de carbeno). El enlace comprende dos enlaces donor-aceptor débiles: el par solitario de cada átomo de estaño se superpone con el orbital p vacío del otro.

Por el contrario, en los disilenos (R₂Si=SiR₂), cada átomo de silicio tiene una coordinación plana, pero los sustituyentes están torsionados de modo que la molécula en su conjunto no es plana. En los diplumbenos (R₂Pb=PbR₂), la longitud del enlace Pb=Pb puede ser mayor que la de muchos enlaces simples correspondientes. Los plumbenos y estannenos generalmente se disocian en solución para formar monómeros, con entalpías de enlace que son solo una fracción de las de los enlaces simples correspondientes. Algunos enlaces dobles en plumbenos y estannenos son similares en fuerza a los enlaces de hidrógeno. El modelo Carter-Goddard-Malrieu-Trinquier se puede utilizar para predecir la naturaleza de estos enlaces.

Tipos de enlaces dobles entre átomos La siguiente tabla resume los tipos más comunes de enlaces dobles entre pares de elementos:

C O N S Si Ge Sn Pb C Alqueno(C=C) Grupo carbonilo(C=O) Imina(C=N) Tiocetona, tial(C=S) O Dioxígeno(O=O) Compuesto nitroso(N=O) Sulfóxido, sulfona,ácido sulfínico, ácido sulfónico(S=O) N Compuesto azo(N=N) S Disulfuro(S=S) Si Alquilidensilanos(C=Si) Síleno(Si=Si) Ge Germeno(Ge=Ge) Sn Estanneno(Sn=Sn) Pb Plumbeno(Pb=Pb)

Véase también Enlace covalente Enlace simple Enlace triple Enlace múltiple Estructura de Lewis Hibridación (química) Enlace π

Referencias

Bibliografía adicional

Enlaces externos Double Bond – IUPAC Gold Book Double bond – Encyclopædia Britannica

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