Sigma kontra obligacje pi
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. Można to zrobić tworząc wiązania jonowe, kowalencyjne lub metaliczne. Wśród nich szczególne miejsce zajmuje wiązanie kowalencyjne. W przeciwieństwie do innych wiązań chemicznych, w wiązaniu kowalencyjnym istnieje możliwość tworzenia wiązań wielokrotnych między dwoma atomami. Gdy dwa atomy o podobnej lub bardzo małej różnicy elektroujemności reagują ze sobą i tworzą wiązanie kowalencyjne przez wspólne elektrony. Gdy liczba współdzielonych elektronów jest większa niż jeden z każdego atomu, powstają wiązania wielokrotne. Obliczając kolejność wiązań, można określić liczbę wiązań kowalencyjnych między dwoma atomami w cząsteczce. Wiązania wielokrotne powstają na dwa sposoby. Nazywamy je sigma bond i pi bond.
Sigma Bond
Symbol σ jest używany do pokazania wiązania sigma. Pojedyncze wiązanie powstaje, gdy dwa elektrony są dzielone między dwa atomy o podobnej lub niskiej różnicy elektroujemności. Te dwa atomy mogą być tego samego typu lub różnych typów. Na przykład, gdy te same atomy są połączone, tworząc cząsteczki takie jak Cl2, H2 lub P4, każdy atom jest połączony z innym pojedynczym wiązaniem kowalencyjnym. Cząsteczka metanu (CH4) ma pojedyncze wiązanie kowalencyjne pomiędzy dwoma rodzajami pierwiastków (atomami węgla i wodoru). Ponadto metan jest przykładem cząsteczki mającej wiązania kowalencyjne między atomami o bardzo małej różnicy elektroujemności. Pojedyncze wiązania kowalencyjne są również nazywane wiązaniami sigma. Wiązania Sigma są najsilniejszymi wiązaniami kowalencyjnymi. Powstają między dwoma atomami poprzez łączenie orbitali atomowych. Nakładanie się na siebie można zaobserwować podczas tworzenia wiązań sigma. Na przykład w etanie, gdy dwie równe zhybrydyzowane cząsteczki sp3 nakładają się liniowo, tworzy się wiązanie C-C sigma. Również wiązania C-H sigma są tworzone przez liniowe nakładanie się pomiędzy jednym zhybrydyzowanym orbitalem sp3 z węgla i s z wodorem. Grupy związane tylko wiązaniem sigma mają zdolność do rotacji wokół tego wiązania względem siebie. Ta rotacja pozwala cząsteczce mieć różne struktury konformacyjne.
pi Bond
Grecka litera π jest używana do oznaczenia wiązań pi. Jest to również kowalencyjne wiązanie chemiczne, które zwykle tworzy się między p orbitalami. Gdy dwa orbitale p zachodzą na siebie bocznie, tworzy się wiązanie pi. Kiedy zachodzi to nakładanie się, dwa płaty orbitalu p oddziałują z dwoma płatami innego orbitalu p i powstaje płaszczyzna węzłów pomiędzy dwoma jądrami atomowymi. Gdy istnieje wiele wiązań między atomami, pierwsze wiązanie jest wiązaniem sigma, a drugie i trzecie wiązanie to wiązania pi.
Jaka jest różnica między Sigma Bond a pi Bond?
• Wiązania Sigma są tworzone przez nakładanie się orbitali „głowa do głowy”, podczas gdy wiązania pi są tworzone przez nakładanie boczne.
• Obligacje Sigma są silniejsze niż obligacje pi.
• Wiązania Sigma mogą być tworzone między orbitalami s i p, podczas gdy wiązania pi są tworzone głównie między orbitalami p i d.
• Pojedyncze wiązania kowalencyjne między atomami są wiązaniami sigma. Gdy istnieje wiele wiązań między atomami, można zobaczyć wiązania pi.
• wiązania pi dają nienasycone cząsteczki.
• Wiązania Sigma umożliwiają swobodny obrót atomów, podczas gdy wiązania pi ograniczają swobodny obrót.
