16.4 : π orbitale molekularne kationu i anionu allilowego

Grupa allilowa to układ sprzężony z trzema atomami węgla, w którym zhybrydyzowany sp³ węgiel allilowy jest związany z grupą CH=CH_2 za pomocą pojedynczego wiązania. Aniony allilowe można otrzymać działając na propen mocną zasadą, która może deprotonować grupy metylowe. Kationy allilowe powstają jako produkty pośrednie podczas reakcji podstawienia z udziałem halogenków allilowych. W obu przypadkach hybrydyzacja węgla allilowego zmienia się ze sp^3 na sp^2, dając łańcuch węglowy z trzema zhybrydyzowanymi atomami węgla sp^2, każdy z niezhybrydyzowanym orbitalem p.

Liniowa kombinacja trzech atomowych orbitali p daje trzy orbitale molekularne, ψ_1, ψ_2 i ψ_3. ψ_1 to wiążący orbital molekularny, ψ_2 to niewiążący orbital charakteryzujący się węzłem przechodzącym przez centralny węgiel, natomiast ψ3 to antywiążący orbital molekularny z dwoma węzłami. Molekularne struktury orbitalne anionu i kationu allilowego są identyczne i różnią się jedynie liczbą elektronów π. Kation allilowy ma dwa elektrony π w ψ_1, podczas gdy anion allilowy ma cztery elektrony π rozmieszczone pomiędzy ψ_1 i ψ_2.