Sigma un Pi saites ir divu veidu kovalentās saites atrodami molekulās un savienojumos. Sigma un Pi obligācijām ir izšķiroša nozīme dažādu ķīmisko sugu struktūras, stabilitātes un reaktivitātes izpratnē. Sigma saites raksturo to tieša pārklāšanās, lielāks elektronu blīvums gar saites asi un spēja brīvi griezties. No otras puses, Pi saites ietver paralēlu p-orbitālu pārklāšanos, elektronu blīvumu virs un zem starpkodolu ass un zināmā mērā ierobežo rotāciju.

Šajā rakstā mēs apspriedīsim sigma un pi saišu jēdzienu, tostarp to dažādos piemērus, īpašības un galvenās atšķirības starp abām obligācijām. Līdz šī raksta beigām jums būs pilnīga izpratne par šīm būtiskajām kovalentajām saitēm, t.i., Sigma un Pi saitēm; un to nozīme ķīmijas pasaulē.

Satura rādītājs

marquee html

• Kas ir Sigma Bonds?
• Sigma Bonda veidi
• Kas ir Pi obligācijas?
• Sigma un Pi obligāciju atšķirības
• Sigma un Pi saišu nozīme ķīmiskajā saitē

Kas ir Sigma Bonds?

Sigma saite veidojas, savienojošām orbitālēm pārklājoties no gala līdz galam gar starpkodolu asi. To sauc par pārklāšanos uz priekšu vai aksiālo pārklāšanos. S orbitāļu pārklāšanās, kā arī p orbitāļu pārklāšanās vienā saitē rada sigma saites. Sigma saites nodrošina brīvu rotāciju ap saites asi, jo elektronu blīvums ir koncentrēts gar saites asi.

Sigma obligāciju raksturojums

Sigma obligāciju galvenās īpašības ir:

• Sigma saite ir spēcīga saite ar skaidri noteiktu virzienu.
• Elektronu blīvums sigma saitē ir koncentrēts gar starpkodolu asi.
• Sigma saites nodrošina brīvu rotāciju ap saites asi.
• Sigma saites var pastāvēt vienkāršā, dubultā vai trīskāršā saitē.
• Sigma saitēm ir cilindriska simetrija gar saites asi.

Sigma obligāciju piemēri

Ir dažādi sigma obligāciju piemēri, jo visas atsevišķās obligācijas ir tikai simaga obligācijas. Daži izplatīti piemēri:

• Metānā (CH₄), oglekļa-ūdeņraža vienreizējās saites ir sigma saites.
• Etēnā (C₂H₄), oglekļa-oglekļa dubultsaite ietver vienu sigma saiti un vienu pi saiti.
• Ūdens molekulā (H₂O), ir divas sigma saites: viena starp katru ūdeņraža atomu un skābekļa atomu.
• Amonjakā (NH₃), ir trīs sigma saites, viena katram ūdeņraža atomam, kas saistīts ar slāpekļa atomu.

Sigma Bonds molekulārās orbitālās teorijā

• Molekulāro orbitāļu teorijā sigma saites tiek skaidrotas ar mijiedarbību starp atomu orbitālēm, veidojot molekulārās orbitāles.
• Molekulāro orbitāļu teorijā sākumpunkts ir atsevišķu atomu atomu orbitāļu apsvēršana molekulā.
• Sigma saišu veidošanās ietver atomu orbitāļu pārklāšanos no diviem atomiem.
• Kad divas atomu orbitāles pārklājas, tās apvienojas, veidojot molekulārās orbitāles.
• Sigmas saites gadījumā divu atomu orbitāļu viļņu funkciju konstruktīvie traucējumi rada sigmas molekulāro orbitāli (σ MO).
• Molekulāro orbitāļu teorija paredz gan saistošu, gan antisaistošu molekulāro orbitāļu veidošanos.
• Saistošajai MO (σ saitei) ir mazāka enerģija, un tā ir saistīta ar elektronu blīvumu starp kodoliem, kas stabilizē molekulu.
• Antibonding MO (σ * antibonding) ir lielāka enerģija un satur elektronu blīvumu ārpus starpkodolu reģiona.

Sigma Bonda veidi

Sigma saites var iedalīt dažādos veidos, pamatojoties uz iesaistīto atomu orbitāļu raksturu un veidu, kā tās pārklājas. Galvenie sigma obligāciju veidi ir:

s-s pārklājas

Ss pārklāšanās gadījumā divas s orbitāles no diviem atomiem pārklājas tieši gar starpkodolu asi (pārklāšanās).

Piemēram, ūdeņraža molekulā (H2) divi ūdeņraža atomi veido sigma saiti, ss pārklājoties.

Šajā gadījumā divas daļēji piepildītas s-orbitāles pārklājas gar starpkodolu asi, kā parādīts zemāk:

s-p Pārklāšanās

Šajā gadījumā viena atoma daļēji piepildītā s-orbitāle un cita atoma puse piepildīta p-orbitāle pārklājas. Sp pārklāšanās gadījumā viena s orbitāle un viena p orbitāle no diviem dažādiem atomiem pārklājas tieši gar starpkodolu asi.

Klasisks sp pārklāšanās piemērs ir atrodams oglekļa-ūdeņraža (C-H) saitēs metānā (CH₄), kur oglekļa atoma 2s orbitāle pārklājas ar ūdeņraža atoma 1s orbitāli, veidojot sigma saites.

p-p Pārklāšanās

Šāda veida pārklāšanās notiek starp pusi piepildītām divu tuvojošos atomu p-orbitālēm. Ja pp pārklājas, divas paralēlas p orbitāles no diviem atomiem pārklājas blakus virs un zem starpkodolu ass.

Piemēram, tādā molekulā kā etēns (C₂H₄), oglekļa-oglekļa dubultsaite sastāv gan no sigma saites, gan no pi saites, kas veidojas, pp pārklājoties.

Kas ir Pi obligācijas?

Veidojot pi saiti, atomu orbitāles pārklājas tā, ka to asis paliek paralēlas viena otrai un perpendikulāras starpkodolu asīm. Pi saites parasti veidojas papildus sigma saitēm dubultās vai trīskāršās saitēs (piemēram, alkīnos vai alkīnos) un ietver nehibridizētu p orbitāļu pārklāšanos. Pi saites zināmā mērā ierobežo rotāciju ap saites asi, jo elektronu blīvums ir augstāks un zemāks starpkodolu ass.

Pi obligāciju raksturojums

• Pi saites ierobežo rotāciju starp atomiem molekulā.
• Pi saitē elektronu blīvums ir koncentrēts virs un zem starpkodolu ass.
• Pi saites parasti ir vājākas nekā sigma saites, jo tās pārklājas no vienas puses uz otru.
• Pi saitēs elektronu blīvums ir sadalīts lielākā laukumā.
• Pi saites parasti atrodamas dubultās un trīskāršās saitēs.

Pi obligāciju piemēri

• Etēns (pazīstams arī kā etilēns) satur dubultsaiti starp diviem oglekļa atomiem. Šajā saitē ir viena sigma saite (σ) un viena pi saite (π), ko veido p-orbitāļu pārklāšanās.
• Benzīns ir sešu locekļu gredzena struktūra ar mainīgām vienvietīgām un dubultām saitēm. Tam ir trīs sigma saites (C-C) un trīs pi saites (C=C).
• Skābekļa molekulā (O₂), starp diviem skābekļa atomiem pastāv dubultsaite. Šī dubultsaite satur vienu sigma saiti un vienu pi saiti. Pi saite veidojas, kad skābekļa atomu p-orbitāles pārklājas blakus.
• Slāpekļa molekulā (N₂), starp diviem slāpekļa atomiem ir trīskāršā saite, kas sastāv no vienas sigma saites (σ) un divām pi saitēm.

Sigma un Pi obligāciju atšķirības

Atšķirības starp sigma un pi saiti ir šādas:

Sigma un Pi obligāciju piemēri

Ir dažādi sigma un pi saišu piemēri. Apspriedīsim dažus piemērus šādi:

Sigma un Pi obligācijas Etēnā (C₂H₄)

Molekulās ar dubultām (π) vai trīskāršām (σ) saitēm papildus pi saitēm pastāv arī sigma saites. Piemēram, etēnā (C₂H₄), oglekļa-oglekļa saite satur vienu sigma saiti un vienu pi saiti.

Sigma saite ir tieši starp diviem oglekļa atomiem (C-C), un pi saite veidojas virs un zem sigma saites oglekļa atomu p-orbitālēs.

Sigma un Pi saites acetilēnā (C₂H₂)

Acetilēns (C₂H₂) satur trīskāršu saiti starp diviem oglekļa atomiem. Šī trīskāršā saite sastāv no vienas sigma saites un divām pi saitēm:

Šajā gadījumā virs un zem sigma saites atrodas divas pi saites. Pi saites veidojas oglekļa atomu p-orbitāļu sānu pārklāšanās rezultātā.

df.loc

Sigma un Pi obligācijas benzolā

benzolā (C₆H₆), ir sešas sigma (σ) saites, ko veido atomu orbitāļu tieša pārklāšanās, nodrošinot struktūras stabilitāti. Turklāt ir trīs pi (π) saites, kas saistītas ar mainīgajām dubultsaitēm sešstūra gredzenā, kas veicina molekulas unikālo stabilitāti un reaktivitāti, ko izraisa delokalizētais elektronu mākonis virs un zem gredzena.

Sigma un Pi saišu nozīme ķīmiskajā saitē

Sigma un Pi saitēm ir zināma nozīme ķīmiskajā saitē, un tās ir:

• Sigma un pi saišu skaits un veidi molekulā ir izšķiroši, lai noteiktu tās stehiometriju.
• To nozīme ir to ieguldījumā molekulu struktūrā, stabilitātē un reaktivitātē.
• Sigma saites nodrošina brīvu rotāciju ap saites asi, kas ir ļoti svarīga konformācijas izomērijas izpētei organiskajā ķīmijā. No otras puses, Pi saites ierobežo rotāciju, veicinot to molekulu stingrību, kas satur dubultās vai trīskāršās saites.

Jautājuma paraugs par Sigma obligācijām un Pi obligācijām

1. jautājums: detalizēti apspriediet Sigma un Pi Bond.

Atbilde:

Sigma (σ) un pi (π) saites ir divi galvenie kovalento saišu veidi, kas veidojas starp atomiem, kad tiem ir kopīgi elektroni. Sigma saites parasti ir stiprākas par pi saitēm, jo ​​tiešākas orbitāļu pārklāšanās rada lielāku elektronu blīvumu gar saites asi.

2. jautājums. Izskaidrojiet atšķirības starp Sigma un Pi Bond.

Atbilde:

Sigma saites (σ) veidojas, savstarpēji pārklājoties atomu orbitālēm, kas ļauj brīvi griezties gar saites asi. Pi saites (π) rodas no p orbitāļu sānu pārklāšanās, ierobežojot rotāciju un veidojot divkāršu vai trīskāršu saiti. Sigma saites ir spēcīgākas un primāras, savukārt pi saites ir vājākas un sekundāras vairākās saitēs.

3. jautājums: kā tiek noteikta jebkuras molekulas stabilitāte?

Atbilde:

Molekulas stabilitāti galvenokārt nosaka kovalento saišu stiprums un šo saišu izvietojums molekulas struktūrā. Sigma saites nodrošina primāro savienojumu starp atomiem un parasti ir spēcīgākas nekā pi saites. Tomēr pi saites veicina kopējo saites stiprību un var ietekmēt molekulas ģeometriju un reaktivitāti. Sigma un pi saišu kombinācija ļauj veidot stabilas molekulas ar precīzi definētām struktūrām, un to klātbūtne ir izšķiroša, lai noteiktu savienojumu ķīmiskās īpašības un reaktivitāti.

nginx

Sigma obligācijas un Pi obligācijas: FAQ

1. Kas ir Sigma un Pi obligācijas?

Sigma (σ) saites rodas atomu orbitāļu pārklāšanās rezultātā un nodrošina brīvu rotāciju. Pi (π) saites veidojas no paralēlas p orbitālas pārklāšanās, ierobežojot rotāciju.

2. Cik Sigma obligāciju un Pi obligāciju var būt vienai obligācijai?

Viena kovalentā saite sastāv no vienas sigma saites, un vienā saitē nav pi saišu.

3. Vai dubultobligācijai var būt gan Sigma, gan Pi obligācijas?

Divkāršā saite sastāv no vienas sigma (σ) saites un vienas pi (π) saites.

4. Kādi orbitāļu veidi var veidot Sigma obligācijas?

Sigma saites var veidoties no s-s, s-p, p-p un dažu d orbitāļu pārklāšanās.

5. Kāda veida orbitāles var veidot Pi obligācijas?

Pi saites veidojas no paralēlu p-p vai d-p orbitāļu pārklāšanās.

6. Vai Sigma un Pi saites var pastāvēt līdzās vienā molekulā?

Jā, sigma un pi saites var pastāvēt līdzās vienā molekulā, tāpat kā dubultās un trīskāršās saites.

7. Vai visām molekulām ir Sigma un Pi saites?

Ne visām molekulām ir gan sigma, gan pi saites; dažiem ir tikai sigma obligācijas.

8. Vai Sigma un Pi obligācijas ir vienlīdz spēcīgas?

Sigma saites parasti ir spēcīgākas nekā pi saites, jo sigma saitēs ir lielāka orbitāļu pārklāšanās.

9. Kā izdomāt Sigma un Pi obligācijas?

Uzzīmējot Lūisa struktūru un identificējot vienkāršās, dubultās un trīskāršās saites.

10. Kāds ir sigma (σ) un Pi (π) saišu skaits benzolā?

Sigma (σ) saites: benzolā kopā ir 12 sigma saites. Tie ietver sešas oglekļa-oglekļa vienkāršās saites un sešas oglekļa-ūdeņraža vienreizējās saites.

Pi (π) saites: benzolā ir trīs pi saites (π saites), kas veicina tā aromātiskumu.