В химии, что такое сигма-облигации?
В химии сигма (σ) связи представляют собой ковалентные связи, в которых электронная плотность наиболее сильно сконцентрирована вдоль межъядерной оси двух ядер. Почти во всех случаях сигма-связи представляют собой одинарные связи. Сигма-связи не следует путать с пи (π) связями, которые, как правило, более слабые и не встречаются вдоль межъядерной оси.
Сигма-связи происходят вдоль межъядерной оси двух ядер. Межъядерная ось - это прямая линия, которая напрямую соединяет ядра двух разных атомов. Сигма-связь образуется, когда электронная плотность концентрируется симметрично вокруг этой оси.
Понимание атомных орбиталей необходимо для понимания основ того, как могут образовываться сигма-связи между атомами. Простейший пример сигма-связи можно найти в перекрытии s- орбиталей в водороде (H 2 ). Перекрытие s и p- орбитали также может привести к сигма-связи, как и перекрытие двух p- орбиталей. Даже перекрытие p- орбитали и гибридной sp- орбитали может привести к сигма-связи, пока электронная плотность сконцентрирована вокруг межъядерной оси атомов.
Хороший пример перекрытия орбитали и орбитали можно найти в хлористом водороде (HCl). Двухатомный бром (Br 2 ) образует сигма-связь при перекрытии двух 4p- орбиталей. В химическом фториде бериллия (BeF 2 ) связи образуются в результате перекрытия 2p- орбиталей во фторе с большими лепестками sp- гибридных орбиталей бериллия.
Когда p- орбитали перекрываются от межъядерной оси, образуется пи-связь. Пи-связи представляют собой ковалентные связи, которые обычно не так прочны, как сигма-связи. Они чаще всего связаны с двойными и тройными связями.
Как правило, двойная связь состоит из одной сигма-связи и одной пи-связи, а тройная связь состоит из одной сигма-связи и двух пи-связей. Поскольку пи-связи, как правило, слабее, двойные связи будут сильнее, чем одинарные, но общая прочность будет менее чем вдвое выше, чем у одинарной связи. Распространенное мнемоническое устройство, используемое студентами для запоминания связи сигма- и пи-связей с одинарными и множественными связями: «сигма - единственное число, а пи - множественное».
Химический формальдегид может быть использован в качестве примера для демонстрации обоих видов связей, присутствующих в одной молекуле. Три сигма-связи существуют в формальдегиде; есть один между атомами углерода и кислорода и один между каждым атомом водорода и углеродом. Пи-связь также существует между углеродом и кислородом, но, в отличие от других связей, она не лежит вдоль межъядерной оси.