Ключевое различие между сигма- и пи-молекулярными орбиталями заключается в том, что сигма-молекулярные орбитали образуются в результате перекрытия атомных орбиталей в прямом направлении вдоль межъядерной оси, тогда как пи-молекулярные орбитали образуются в результате перекрытия атомных орбиталей. в параллельном направлении.
Сигма- и пи-молекулярные орбитали - это два типа молекулярных орбиталей, которые вносят вклад в реальную структуру химического соединения. Молекулярные орбитали отвечают за образование одинарных, двойных или тройных связей соответственно.
Что такое молекулярные орбитали?
Атомы соединяются вместе, образуя молекулы. Когда два атома сближаются, образуя молекулу, атомные орбитали перекрываются и объединяются, образуя молекулярные орбитали. Количество вновь образованных молекулярных орбиталей равно количеству объединенных атомных орбиталей. Кроме того, молекулярная орбиталь окружает два ядра атомов, и электроны могут двигаться вокруг обоих ядер. Подобно атомным орбиталям, молекулярные орбитали содержат максимально 2 электрона с противоположными спинами.
Более того, существует два типа молекулярных орбиталей: связывающие молекулярные орбитали и разрыхляющие молекулярные орбитали. Связывающие молекулярные орбитали содержат электроны в основном состоянии, тогда как разрыхляющие молекулярные орбитали не содержат электронов в основном состоянии. Кроме того, электроны могут занимать разрыхляющие орбитали, если молекула находится в возбужденном состоянии.
Что такое сигма молекулярные орбитали?
Молекулярные орбитали Сигма представляют собой типы гибридных орбиталей, которые образуются в результате перекрытия двух атомных орбиталей «голова к голове» вдоль межъядерной оси. Как правило, первая ковалентная связь между двумя атомами всегда является сигма-связью. Перекрытие двух атомных орбиталей на межъядерной оси образует сигма-ковалентную связь. На сигма-молекулярной орбитали плотность электронов в середине молекулярной орбитали высока, если два атома, атомные орбитали которых перекрываются, идентичны.
Рисунок 01: Молекула водорода
При рассмотрении водорода в качестве примера сигма-молекулярная орбиталь образуется в результате перекрытия двух атомных орбиталей 1s, исходящих от каждого атома водорода. Мы можем сократить эту сигма-связь как σ. Здесь общая электронная плотность возникает непосредственно между связывающими атомами вдоль оси связи. Это делает более стабильным взаимодействие между двумя связанными атомами вместе со связывающими электронами по сравнению со стабильностью отдельных атомов. Как правило, сигма-связь - это первая связь, которая образуется между двумя атомами.
Что такое молекулярные орбитали Пи?
Молекулярные орбитали Pi представляют собой типы гибридных орбиталей, которые образуются в результате перекрытия двух атомных орбиталей в параллельном направлении. Здесь плотность связывающих электронов возникает выше и ниже межъядерной оси. Кроме того, мы не можем наблюдать электроны на оси связи. Этот тип взаимодействия между двумя атомами образует более стабильное устройство, чем стабильность разделенных свободных атомов. Обычно электроны имеют тенденцию занимать молекулярные орбитали этого типа, когда в атомах присутствует достаточное количество электронов. Молекулярные орбитали Пи всегда формируются как вторая или третья формация молекулярной орбитали относительно связи двух атомов, потому что молекулярная орбиталь сигма является первой молекулярной связью, образующейся между двумя атомами.
Рисунок 02: Молекулярные орбитали Пи
Более того, количество атомов, вносящих вклад в p-атомную орбиталь пи-системы, всегда равно количеству пи-молекулярных орбиталей, присутствующих в химической связи. Как правило, самая нижняя пи-молекулярная орбиталь не имеет вертикальных узлов. Здесь последовательные молекулярные орбитали пи получают один дополнительный вертикальный узел при увеличении энергии. Мы можем сократить молекулярную орбиталь пи как π.
В чем разница между молекулярными орбиталями сигма и пи?
Сигма- и пи-молекулярные орбитали - это два типа молекулярных орбиталей, которые вносят вклад в реальную структуру химического соединения. Ключевое различие между сигма- и пи-молекулярными орбиталями заключается в том, что сигма-молекулярные орбитали образуются в результате перекрытия атомных орбиталей в прямом направлении вдоль межъядерной оси, тогда как пи-молекулярные орбитали образуются в результате перекрытия атомных орбиталей в параллельном направлении.
В следующей инфографике перечислены различия между молекулярными орбиталями сигма и пи в табличной форме для параллельного сравнения.
Резюме – Сигма против молекулярных орбиталей Пи
Молекулярная орбиталь - это тип орбитали, который образуется в результате перекрытия атомных орбиталей. Ключевое различие между сигма- и пи-молекулярными орбиталями заключается в том, что сигма-молекулярные орбитали образуются в результате перекрытия атомных орбиталей в прямом направлении вдоль межъядерной оси, тогда как пи-молекулярные орбитали образуются в результате перекрытия атомных орбиталей в параллельном направлении.
