Kluczowa różnica między wiązaniem podwójnym a wiązaniem pojedynczym polega na tym, że przy tworzeniu pojedynczego wiązania dwa atomy dzielą tylko jedną parę elektronów, podczas gdy przy tworzeniu wiązania podwójnego dwa atomy dzielą dwie pary elektronów.
Jak zaproponował amerykański chemik G. N. Lewis, atomy są stabilne, gdy zawierają osiem elektronów w powłoce walencyjnej. Większość atomów ma mniej niż osiem elektronów w powłokach walencyjnych (z wyjątkiem gazów szlachetnych z grupy 18 układu okresowego); dlatego nie są stabilne. Te atomy mają tendencję do reagowania ze sobą, aby stać się stabilnymi. W ten sposób każdy atom może osiągnąć konfigurację elektronową gazu szlachetnego. I może się to zdarzyć, tworząc wiązania jonowe, wiązania kowalencyjne lub wiązania metaliczne. Wśród nich szczególne miejsce zajmuje wiązanie kowalencyjne. Do tej kategorii należą wiązania pojedyncze i podwójne.
Co to jest podwójne wiązanie?
Podwójne wiązanie tworzy się, gdy dwa atomy dzielą między sobą dwie pary elektronów, aby wypełnić orbitale walencyjne. Wiązania podwójne są krótsze niż wiązania pojedyncze, ale silniejsze od nich. Hybrydyzacja Sp2 umożliwia atomom tworzenie wiązań podwójnych.
Obligacje podwójne mogą być dwojakiego rodzaju. Z dwóch wiązań jedna jest wiązaniem sigma. Tworzy się poprzez liniowe nakładanie się dwóch zhybrydyzowanych orbitali sp2. Po drugie, inne wiązanie (które nazywamy wiązaniem pi) tworzy się poprzez boczne nakładanie się dwóch orbitali p.
Rysunek 01: Podwójne wiązanie w kolorze czerwonym
Powszechnym przykładem cząsteczki z podwójnym wiązaniem jest etylen. W etylenie wiązanie podwójne znajduje się między dwoma atomami węgla. Jednak inne niż między podobnymi atomami, ten typ wiązań może tworzyć się również między różnymi atomami, jak w przykładach węgla karbonylowego (C=O), imin (C=N), związków azowych (N=N) itp.
Co to jest obligacja pojedyncza?
Pojedyncze wiązanie tworzy się, gdy dwa atomy o podobnej lub niskiej różnicy elektroujemności dzielą jedną parę elektronów. Te dwa atomy mogą być tego samego lub różnych typów. Na przykład, gdy ten sam typ atomów łączy się, tworząc cząsteczki takie jak Cl2, H2 lub P4, każdy atom łączy się z innym pojedynczym wiązaniem kowalencyjnym.
Cząsteczka metanu (CH4) ma pojedyncze wiązanie kowalencyjne między dwoma rodzajami pierwiastków (atomami węgla i wodoru). Ponadto metan jest przykładem cząsteczki posiadającej wiązania kowalencyjne między atomami o bardzo małej różnicy elektroujemności.
Rysunek 02: Struktura cząsteczki metanu
Pojedyncze wiązania kowalencyjne nazywamy również wiązaniami sigma. Pojedyncze wiązanie daje cząsteczce zdolność do rotacji wokół tego wiązania względem siebie. W związku z tym ta rotacja umożliwia cząsteczce posiadanie różnych struktur konformacyjnych. Również ten typ wiązań tworzy się z sp3 zhybrydyzowanymi atomami cząsteczki. Gdy dwie równe sp3 zhybrydyzowane cząsteczki nakładają się liniowo, tworzy się pojedyncze wiązanie.
Jaka jest różnica między podwójnym wiązaniem a pojedynczym wiązaniem?
Wiązania kowalencyjne są głównie trzech rodzajów; wiązania pojedyncze, wiązania podwójne i wiązania potrójne. Kluczowa różnica między wiązaniem podwójnym a wiązaniem pojedynczym polega na tym, że w tworzeniu pojedynczego wiązania tylko jedna para elektronów jest dzielona między dwa atomy, podczas gdy w tworzeniu podwójnego wiązania dzielą się dwie pary elektronów.
Ponadto, istotna różnica między wiązaniem podwójnym a wiązaniem pojedynczym polega na tym, że pojedyncze wiązanie wynika z nakładania się dwóch orbitali zhybrydyzowanych sp3, podczas gdy wiązania podwójne wynikają z liniowego nakładania się dwóch orbitali zhybrydyzowanych sp2 oraz z bocznego nakładania się orbitalu p.
Oprócz tego, wiązanie pojedyncze zawiera jedno wiązanie sigma, podczas gdy wiązanie podwójne zawiera jedno wiązanie sigma i jedno wiązanie pi. W związku z tym wpływa to na długość wiązania między atomami. Dlatego prowadzi do kolejnej różnicy między podwójnym wiązaniem a pojedynczym wiązaniem. To znaczy; długość pojedynczego wiązania jest większa niż podwójnego wiązania. Ponadto energia dysocjacji podwójnego wiązania jest stosunkowo wyższa niż energia dysocjacji pojedynczego wiązania.
Podsumowanie – wiązanie podwójne vs wiązanie pojedyncze
Wiązania podwójne i wiązania pojedyncze to rodzaje kowalencyjnych wiązań chemicznych. Kluczowa różnica między wiązaniem podwójnym a wiązaniem pojedynczym polega na tym, że w tworzeniu pojedynczego wiązania tylko jedna para elektronów jest dzielona między dwa atomy, podczas gdy w tworzeniu podwójnego wiązania są dzielone dwie pary elektronów.
