Mis on Sigma side?

Sigma sidemed on aatomite vahelised sidemed molekulides, mis on moodustatud piki telge, mis ühendab aatomite seotud tuumasid.

Molekulaarsed sidemed

Molekulid tekivad, kui aatomid vahetavad või jagavad elektrone keemilise sideme kaudu. Põhimõtteliselt on olemas kolme tüüpi võlakirju. Ioonilised sidemed, metallilised sidemed ja kovalentsed sidemed. Ioonsetes sidemetes vahetavad aatomid lihtsalt elektroni, nii et üks aatom on positiivselt laetud ja teine ​​negatiivselt laetud, põhjustades nende meelitamise elektromagnetilise jõu poolt. Metalliliste sidemete korral jaotatakse elektronid kogu molekuli ulatuses ühtlaselt, moodustades vabade, delokaliseeritud elektronide mere, mis ümbritsevad positiivselt laetud ioone, mis on elektronide ligimeelitatud.

Kovalentsetes sidemetes jagunevad elektronid ja nende jagamine toimub läbi elektronide tõenäosuspilvede ja nende paiknevate orbitaalide, kattudes umbes sümmeetriliselt.

Orbitaalid ja sigmavõlakirjad

Orbitaalid on aatomite ümbritsevad piirkonnad, mis on seotud teatud energiatasemega. Tuumadest kaugemates orbitaalides olevatel elektronidel on rohkem energiat kui tuumale lähemal asuvatel orbitaalidel asuvatel elektronidel. Kui ühe aatomi orbitaalid kattuvad teise aatomi orbitaalidega, moodustavad nad molekulaarsed orbitaalid, mis võimaldavad molekulaarsidemeid, mis muidugi võimaldavad molekule.

Sigma-sidemed on aatomite vahel moodustuvad esimest tüüpi sidemed. Sigma-sideme piires asuvad elektronide tõenäosuse pilved piki telge, mis ühendab seotud aatomite tuumasid. Sigma-sidemed tekivad tavaliselt siis, kui s-s erineva aatomiga orbitaalid sideme moodustamiseks kattuvad. Need moodustavad alati kahe tuuma vahelise telje, kuna s-orbitaal paikneb tuuma ümber mingisuguses kerakujulises vormis.

Sigma sidemed ja sigma orbitaalid

Sigma sidet moodustavad elektronid asuvad sigma orbitaalides ja asuvad seega kuskil piki telge, mis ühendab aatomite tuumasid. Sigma side võib siiski olla stabiilne või ebastabiilne sõltuvalt sellest, kas elektronid asuvad sigmat siduval orbitaalil või anti-siduval orbitaalil.

Sigma siduvad orbitaalid asuvad tuumade vahelises ruumis, samas kui siduvad antibitaalid asuvad tuumade ühendamise teljel, kuid nende vahelise ruumi vastas asuvate aatomite külgedel. Sigma side on stabiilne, kui ühendavas orbitaalis on rohkem elektrone, ja ebastabiilne, kui rohkem on antikehaga orbitaalides või kui mõlemas on võrdne arv elektrone.

Sigma ja Pi sideme erinevus

Mis on Pi-side?

Pi-sidemed on aatomite vahelised sidemed molekulides, kus elektronid on ühendatud aatomite tuumasid ühendava telje kohal ja all, kuid mitte piki telge. Need on teist tüüpi sidemed, mis moodustuvad molekulis pärast sigma-sidet.

Pi-sidemed ja p-orbitaalid

Pi-sidemed moodustuvad sidetelje kohal ja all, kuid mitte mööda seda, kuna need moodustuvad tavaliselt kattuvatest orbitaalidest, nagu näiteks p-orbitaalid ühendatud aatomitel. Nendel orbitaalidel puudub tuumas elektronide tihedus. Selle tulemusel koonduvad kattuvatest p-orbitaalidest moodustuvad Pi-sidemeid moodustavad elektronid alati piirkonda, mis ei ole tuumaga vahetult külgnev. Pi-sidemed võivad moodustuda ka teiste aatomorbitaalide vahel, näiteks d-orbitaalide vahel, millel on p-orbitaalidega ühiseid jooni.

Pi-sidemed ja -orbitaalid

Kui erineva aatomiga p-orbitaalid kattuvad, loovad nad molekulaarsed pi-orbitaalid, mis võimaldavad moodustada pi-sidemeid. Side võib taas olla stabiilne või ebastabiilne sõltuvalt orbitaalist, milles elektron asub. Pi-side on stabiilne, kui pi-sideme orbitaalides on rohkem elektrone. See on ebastabiilne, kui rohkem on liimimisvastastes orbitaalides või kui mõlemas on võrdne arv.

Sigmavõlakirjade ja pi-võlakirjade sarnasused

Sigma- ja pi-sidemed põhinevad mõlemad spetsiifilistel molekulaarsetel orbitaalidel, mis tulenevad konkreetsete aatomorbitaalide kattumisest, näiteks s-orbitaalid sigma-sidemete korral ja p-orbitaalid Pi-sidemete korral. Samuti võivad need olla stabiilsed või ebastabiilsed sõltuvalt sellest, kas elektronid asuvad siduvates molekulaarsetes orbitaalides või sidumisvastastes molekulaarsetes orbitaalides.

Sigma- ja pi-võlakirjade erinevused

Vaatamata sarnasustele on olulisi erinevusi.

  • Sigma-sidemeid moodustavad elektronid jaotuvad ruumis piki ühendatud tuumasid ühendavat telge, samas kui pi-sidemete elektronid jagunevad telje kohal ja all, kuid mitte piki seda. Sigma sidemed on esimesed sidemed, mis moodustuvad molekulides aatomite vahel, samas kui pi sidemed on teine. Sigma-sidemed moodustuvad sageli s-orbitaalide kombineerimisel erinevates aatomites, samas kui pi-sidemed moodustuvad p-de ja sarnaste orbitaalide kombinatsioonist erinevates aatomites. Lisaks on pi-sidemeid moodustavate kattuvate orbitaalide orientatsioon risti sigmasidemeid moodustavate kattuvate orbitaalide orientatsiooniga.

Sigma võlakirjad vs pi võlakirjad

Sigma sidePi side
Aatomi orbitaalid kattuvad piki sidetelgeAatomi orbitaalid kattuvad ühendusteljest ülal ja all
Esimesed sidemed moodustuvad molekulides aatomite vahelTeised sidemed moodustuvad molekulides aatomite vahel
Moodustatud kattuvatest orbitaalidest, näiteks s-orbitaalidestMoodustatud kattuvatest orbitaalidest, näiteks p-orbitaalidest
Pi-sidemetega risti asetsevad orbitaalidKattuvad orbitaalid, mis on risti sigmavõlakirjade omadega

Kokkuvõte: Sigma ja Pi võlakirjad

Sigma-side on molekulis sisalduv aatomite vaheline side, mis moodustub sageli s-i orbitaalide kaudu, mis kattuvad piki ühendatud tuumasid ühendavat telge. See moodustub esimesena ja selle stabiilsus sõltub sellest, kuidas elektronid on jaotatud sigmaga sidumis- ja antikehade orbitaalides. Pi-sidemed on molekulaarsed sidemed, mis moodustuvad sageli erinevate aatomite p-orbitaalide kattumisest. Pi-sidemeid moodustavad elektronid jagunevad ühendatud aatomite tuumasid ühendava telje kohal ja all, kuid mitte mööda telge. Nende sidemete stabiilsus sõltub ka pi orbitaalide seondumisest ja antikehadest. Sigma-sidemed on esimesed sidemed, mis molekulides moodustuvad, samas kui Pi-sidemed on teised moodustuvad sidemed. Pi-sidemed tekivad ka aatomorbitaalidest, mis on risti orienteeritud sigma-sidemeid moodustavatega.

Viited

  • Adamson, Arthur. Füüsikalise keemia õpik. Elsevier, 2012.
  • Clayden, J., N. Greeves ja S. Warren. "Orgaaniline keemia, 2. kl." (2012).
  • Barnes, Craig E. "Anorgaaniline keemia (Catherine E. Housecroft ja Alan G. Sharpe)." Teataja of Chemical Education 80 (2003): 747.
  • Pauling, Linus. Keemilise sideme olemus ning molekulide ja kristallide struktuur: an sissejuhatus tänapäevasesse struktuurkeemiasse. Vol. 18. Cornelli ülikooli ajakirjandus, 1960.
  • Albright, Thomas A., Jeremy K. Burdett ja Myung-Hwan Whangbo. Orbitaalide koostoime keemia. John Wiley & Sons, 2013.
  • Streitwieser, Andrew, Clayton H. Heathcock ja Edward M. Kosower. Sissejuhatus orgaanilisse Keemia. New York: Macmillan, 1992. Trükk.
  • "Pildikrediit: https://chemistry.stackexchange.com/questions/68480/why-can-a-sigma-bond-rotate"