Sigma vs pi Bonds
По предположению американского химика Г. Н. Льюиса, атомы стабильны, когда они содержат восемь электронов в своей валентной оболочке. Большинство атомов имеют менее восьми электронов в своих валентных оболочках (за исключением благородных газов в 18-й группе периодической таблицы); следовательно, они нестабильны. Эти атомы имеют тенденцию реагировать друг с другом, чтобы стать стабильными. Таким образом, каждый атом может достичь электронной конфигурации благородного газа. Это может быть сделано путем образования ионных связей, ковалентных связей или металлических связей. Среди них особое место занимает ковалентная связь. В отличие от других химических связей, при ковалентной связи существует возможность образования множественных связей между двумя атомами. Когда два атома имеют одинаковую или очень низкую разность электроотрицательностей, они реагируют вместе и образуют ковалентную связь, разделяя электроны. Когда количество общих электронов больше одного от каждого атома, возникают множественные связи. Рассчитав порядок связи, можно определить количество ковалентных связей между двумя атомами в молекуле. Множественные связи образуются двумя способами. Мы называем их сигма-связью и пи-связью.
Сигма Бонд
Символ σ используется для обозначения сигма-связи. Одинарная связь образуется, когда два электрона распределяются между двумя атомами с одинаковой или низкой разницей в электроотрицательности. Два атома могут быть одного типа или разных типов. Например, когда одни и те же атомы соединяются в такие молекулы, как Cl2, H2 или P4, каждый атом связан с другим одинарной ковалентной связью. Молекула метана (CH4) имеет одинарную ковалентную связь между двумя типами элементов (атомами углерода и водорода). Кроме того, метан является примером молекулы, имеющей ковалентные связи между атомами с очень низкой разницей электроотрицательностей. Одинарные ковалентные связи также называют сигма-связями. Сигма-связи – самые прочные ковалентные связи. Они образуются между двумя атомами путем объединения атомных орбиталей. Перекрытие головы к голове можно увидеть при формировании сигма-связей. Например, в этане, когда две равные sp3 гибридизованные молекулы линейно перекрываются, образуется сигма-связь CC. Кроме того, сигма-связи C-H образованы линейным перекрытием между одной sp3 гибридизованной орбиталью углерода и s-орбиталью водорода. Группы, связанные только сигма-связью, могут вращаться вокруг этой связи по отношению друг к другу. Это вращение позволяет молекуле иметь различную конформационную структуру.
пи Бонд
Греческая буква π используется для обозначения пи связей. Это также ковалентная химическая связь, которая обычно образуется между р-орбиталями. Когда две р-орбитали перекрываются в поперечном направлении, образуется пи-связь. Когда это перекрытие имеет место, две доли р-орбитали взаимодействуют с двумя долями другой р-орбитали, и между двумя атомными ядрами образуется узловая плоскость. Когда между атомами существует несколько связей, первая связь является сигма-связью, а вторая и третья связи - пи-связями.
В чем разница между Sigma Bond и pi Bond?
• Сигма-связи образуются за счет взаимного перекрытия орбиталей, тогда как пи-связи образуются за счет бокового перекрытия.
• Сигма-облигации прочнее пи-облигаций.
• Сигма-связи могут образовываться как между s-, так и p-орбиталями, тогда как пи-связи в основном образуются между p- и d-орбиталями.
• Одинарные ковалентные связи между атомами представляют собой сигма-связи. Когда между атомами существует несколько связей, можно увидеть пи-связи.
• Пи-связи приводят к ненасыщенным молекулам.
• Сигма-связи обеспечивают свободное вращение атомов, тогда как пи-связи ограничивают свободное вращение.
