Kluczowa różnica między orbitalami molekularnymi sigma i pi polega na tym, że orbitale molekularne sigma powstają w wyniku nakładania się orbitali atomowych w kierunku „głowa do głowy” wzdłuż osi międzyjądrowej, podczas gdy orbitale molekularne pi powstają z nakładania się orbitali atomowych w kierunku równoległym.
Orbitale molekularne Sigma i pi to dwa rodzaje orbitali molekularnych, które mają wpływ na rzeczywistą strukturę związku chemicznego. Orbitale molekularne są odpowiedzialne za tworzenie odpowiednio pojedynczych, podwójnych lub potrójnych wiązań.
Czym są orbitale molekularne?
Atomy łączą się, tworząc cząsteczki. Kiedy dwa atomy zbliżają się do siebie, tworząc cząsteczkę, orbitale atomowe nakładają się i łączą, tworząc orbitale molekularne. Liczba nowo utworzonych orbitali molekularnych jest równa liczbie połączonych orbitali atomowych. Ponadto orbital molekularny otacza dwa jądra atomów, a elektrony mogą poruszać się wokół obu jąder. Podobnie jak orbitale atomowe, orbitale molekularne zawierają maksymalnie 2 elektrony, które mają przeciwne spiny.
Ponadto istnieją dwa rodzaje orbitali molekularnych: orbitale wiążące i orbitale antywiążące. Orbitale molekularne wiążące zawierają elektrony w stanie podstawowym, podczas gdy orbitale molekularne antywiążące nie zawierają elektronów w stanie podstawowym. Ponadto elektrony mogą zajmować orbitale antywiążące, jeśli cząsteczka znajduje się w stanie wzbudzonym.
Czym są orbitale molekularne Sigma?
Orbitale molekularne Sigma to typy hybrydowych orbitali, które powstają w wyniku nakładania się dwóch orbitali atomowych od głowy do głowy wzdłuż osi międzyjądrowej. Zazwyczaj pierwsze wiązanie kowalencyjne między dwoma atomami jest zawsze wiązaniem sigma. Nakładanie się dwóch orbitali atomowych w osi międzyjądrowej tworzy wiązanie kowalencyjne sigma. W orbitalu molekularnym sigma gęstość elektronów w środku orbitalu molekularnego jest wysoka, jeśli dwa atomy, z których nakładają się orbitale atomowe, są identyczne.
Rysunek 01: Cząsteczka wodoru
Rozważając wodór jako przykład, orbitale molekularne sigma powstają z nakładania się dwóch orbitali atomowych 1s pochodzących z każdego atomu wodoru. Możemy skrócić to wiązanie sigma jako σ. Tutaj wspólna gęstość elektronowa występuje bezpośrednio między atomami wiążącymi wzdłuż osi wiązania. Zapewnia to bardziej stabilną interakcję między dwoma związanymi atomami wraz z wiążącymi elektronami w porównaniu ze stabilnością oddzielnych atomów. Zazwyczaj wiązanie sigma jest pierwszym wiązaniem, które tworzy się między dwoma atomami.
Czym są orbitale molekularne Pi?
Orbitale molekularne Pi to typy orbitali hybrydowych, które powstają w wyniku nakładania się dwóch orbitali atomowych w kierunku równoległym. Tutaj gęstość elektronów wiązania występuje powyżej i poniżej osi międzyjądrowej. Ponadto nie możemy obserwować elektronów na osi wiązania. Ten rodzaj interakcji między dwoma atomami tworzy bardziej stabilny układ niż stabilność rozdzielonych wolnych atomów. Zwykle elektrony mają tendencję do zajmowania tego typu orbitali molekularnych, gdy w atomach znajduje się wystarczająca liczba elektronów. Orbitale molekularne Pi zawsze tworzą drugi lub trzeci orbital molekularny w odniesieniu do wiązania dwóch atomów, ponieważ orbital molekularny sigma jest pierwszym wiązaniem molekularnym, które powstaje między dwoma atomami.
Rysunek 02: Orbitale molekularne Pi
Ponadto, liczba atomów, które biorą udział w p orbitalach atomowych układu pi, jest zawsze równa liczbie orbitali molekularnych pi obecnych w wiązaniu chemicznym. Zazwyczaj najniższy orbital molekularny pi ma zero istniejących węzłów pionowych. Tutaj kolejne orbitale molekularne pi otrzymują jeden dodatkowy węzeł pionowy po zwiększeniu energii. Możemy skrócić orbital molekularny pi jako π.
Jaka jest różnica między orbitalami molekularnymi Sigma i Pi?
Orbitale molekularne Sigma i pi to dwa rodzaje orbitali molekularnych, które mają wpływ na rzeczywistą strukturę związku chemicznego. Kluczową różnicą między orbitalami molekularnymi sigma i pi jest to, że orbitale molekularne sigma powstają z nakładania się orbitali atomowych w kierunku głowa do głowy wzdłuż osi międzyjądrowej, podczas gdy orbitale molekularne pi powstają z nakładania się orbitali atomowych w kierunku równoległym.
Poniższa infografika przedstawia różnice między orbitalami molekularnymi sigma i pi w formie tabelarycznej do porównania.
Podsumowanie – Sigma vs Pi orbitale molekularne
Orbital molekularny to rodzaj orbitalu, który powstaje z nakładania się orbitali atomowych. Kluczową różnicą między orbitalami molekularnymi sigma i pi jest to, że orbitale molekularne sigma powstają z nakładania się orbitali atomowych w kierunku głowa do głowy wzdłuż osi międzyjądrowej, podczas gdy orbitale molekularne pi powstają z nakładania się orbitali atomowych w kierunku równoległym.
