Els enllaços Sigma i Pi són els dos tipus enllaços covalents es troben en molècules i compostos. Els enllaços Sigma i Pi tenen un paper crucial en la comprensió de l'estructura, l'estabilitat i la reactivitat d'una àmplia gamma d'espècies químiques. Els enllaços Sigma es caracteritzen per la seva superposició frontal, una major densitat d'electrons al llarg de l'eix d'enllaç i la capacitat de girar lliurement. Els enllaços Pi, d'altra banda, impliquen superposició d'orbitals p paral·lels, densitat d'electrons per sobre i per sota de l'eix internuclear i restringeixen la rotació fins a cert punt.

En aquest article, parlarem del concepte d'enllaços sigma i pi, inclosos els seus diferents exemples, característiques i diferències clau entre tots dos enllaços. Al final d'aquest article, tindreu una comprensió sòlida d'aquests enllaços covalents essencials, és a dir, els enllaços Sigma i Pi; i la seva importància en el món de la química.

Taula de contingut

• Què és Sigma Bond?
• Tipus d'enllaç Sigma
• Què són els bons Pi?
• Diferències entre els enllaços Sigma i Pi
• Importància dels enllaços Sigma i Pi en l'enllaç químic

Què és Sigma Bond?

L'enllaç sigma es forma per la superposició d'extrem a extrem d'orbitals d'enllaç al llarg de l'eix internuclear. Això s'anomena solapament frontal o solapament axial. La superposició d'orbitals s, així com la superposició d'orbitals p en un únic enllaç, dóna lloc a enllaços sigma. Els enllaços Sigma permeten la rotació lliure al voltant de l'eix d'enllaç perquè la densitat d'electrons es concentra al llarg de l'eix d'enllaç.

Característiques dels Bons Sigma

Les característiques clau dels enllaços sigma són:

• L'enllaç sigma és un vincle fort amb una direcció ben definida.
• La densitat d'electrons en un enllaç sigma es concentra al llarg de l'eix internuclear.
• Els enllaços Sigma permeten la rotació lliure al voltant de l'eix d'enllaç.
• Els enllaços sigma poden existir en enllaços simples, dobles o triples.
• Els enllaços sigma presenten simetria cilíndrica al llarg de l'eix d'enllaç.

Exemples de bons Sigma

Hi ha diversos exemples d'enllaços sigma, ja que tots els enllaços simples són només enllaços simaga. Alguns exemples comuns són:

• En metà (CH₄), els enllaços senzills carboni-hidrogen són enllaços sigma.
• En etè (C₂H₄), el doble enllaç carboni-carboni inclou un enllaç sigma i un enllaç pi.
• En una molècula d'aigua (H₂O), hi ha dos enllaços sigma: un entre cada àtom d'hidrogen i l'àtom d'oxigen.
• En amoníac (NH₃), hi ha tres enllaços sigma, un per a cada àtom d'hidrogen unit a l'àtom de nitrogen.

Enllaços sigma en teoria orbital molecular

• En la teoria dels orbitals moleculars, els enllaços sigma s'expliquen en termes de la interacció entre orbitals atòmics per formar orbitals moleculars.
• En la teoria dels orbitals moleculars, el punt de partida és la consideració dels orbitals atòmics dels àtoms individuals d'una molècula.
• La formació d'enllaços sigma implica la superposició d'orbitals atòmics de dos àtoms.
• Quan dos orbitals atòmics es superposen, es combinen per formar orbitals moleculars.
• En el cas d'un enllaç sigma, la interferència constructiva de les funcions d'ona dels dos orbitals atòmics dóna lloc a un orbital molecular sigma (σ MO).
• La teoria dels orbitals moleculars prediu la formació d'orbitals moleculars tant d'enllaç com d'antienllaç.
• L'enllaç MO (enllaç σ) té una energia més baixa i s'associa amb la densitat d'electrons entre els nuclis, que estabilitza la molècula.
• L'antienllaç MO (σ* antienllaç) té una energia més alta i conté densitat d'electrons fora de la regió internuclear.

Tipus d'enllaç Sigma

Els enllaços sigma es poden classificar en diferents tipus segons la naturalesa dels orbitals atòmics implicats i la manera en què es superposen. Els principals tipus d'enllaços sigma inclouen:

s-s Superposició

En la superposició ss, dos orbitals s de dos àtoms se superposen directament al llarg de l'eix internuclear (superposició frontal).

matriu en java

Per exemple, a la molècula d'hidrogen (H2), dos àtoms d'hidrogen formen un enllaç sigma mitjançant la superposició de ss.

En aquest cas, hi ha una superposició de dos orbitals s mig plens al llarg de l'eix internuclear, tal com es mostra a continuació:

s-p Superposició

En aquest cas, hi ha una superposició entre l'orbital s mig ple d'un àtom i els orbitals p mig ple d'un altre àtom. En la superposició sp, un orbital s i un orbital p de dos àtoms diferents se superposen directament al llarg de l'eix internuclear.

Un exemple clàssic de superposició sp es troba en els enllaços carboni-hidrogen (C-H) del metà (CH).₄), on l'orbital 2s de l'àtom de carboni se solapa amb l'orbital 1s de l'àtom d'hidrogen per formar enllaços sigma.

p-p Superposició

Aquest tipus de superposició té lloc entre els orbitals p mig plens dels dos àtoms que s'acosten. En la superposició pp, dos orbitals p paral·lels de dos àtoms se superposen costat a costat per sobre i per sota de l'eix internuclear.

Per exemple, en una molècula com l'eteno (C₂H₄), el doble enllaç carboni-carboni consta tant d'un enllaç sigma com d'un enllaç pi format per superposició pp.

Què són els bons Pi?

En la formació de l'enllaç pi, els orbitals atòmics se superposen de tal manera que els seus eixos romanen paral·lels entre si i perpendiculars als eixos internuclears. Els enllaços Pi solen formar-se a més dels enllaços sigma en enllaços dobles o triples (com en alquins o alquins) i impliquen la superposició d'orbitals p no hibridats. Els enllaços Pi restringeixen la rotació al voltant de l'eix d'enllaç fins a cert punt perquè la densitat d'electrons està per sobre i per sota. l'eix internuclear.

Característiques dels Enllaços Pi

• Els enllaços Pi limiten la rotació entre els àtoms d'una molècula.
• En un enllaç pi, la densitat d'electrons es concentra per sobre i per sota de l'eix internuclear.
• Els enllaços Pi són generalment més febles que els enllaços sigma a causa de la seva superposició de costat a costat.
• En els enllaços pi, la densitat electrònica es distribueix en una àrea més gran.
• Els enllaços Pi es troben habitualment en enllaços dobles i triples.

Exemples d'enllaços Pi

• L'etilè (també conegut com a etilè) conté un doble enllaç entre dos àtoms de carboni. En aquest enllaç, hi ha un enllaç sigma (σ) i un enllaç pi (π) formats per la superposició d'orbitals p.
• El benzè és una estructura d'anell de sis membres amb enllaços simples i dobles alterns. Presenta tres enllaços sigma (C-C) i tres enllaços pi (C=C).
• A la molècula d'oxigen (O₂), existeix un doble enllaç entre els dos àtoms d'oxigen. Aquest doble enllaç conté un enllaç sigma i un enllaç pi. L'enllaç pi es forma quan els orbitals p dels àtoms d'oxigen es superposen un al costat de l'altre.
• A la molècula de nitrogen (N₂), hi ha un triple enllaç entre els dos àtoms de nitrogen, format per un enllaç sigma (σ) i dos enllaços pi.

Diferències entre els enllaços Sigma i Pi

Les diferències entre l'enllaç sigma i pi són les següents:

Exemples d'enllaços Sigma i Pi

Hi ha diversos exemples d'enllaços sigma i pi. Comentem alguns exemples de la següent manera:

Enllaços Sigma i Pi a Ethene (C₂H₄)

En les molècules amb enllaços dobles (π) o triples (σ), també existeixen enllaços sigma a més dels enllaços pi. Per exemple, en etè (C₂H₄), l'enllaç carboni-carboni conté un enllaç sigma i un enllaç pi.

no és igual a mysql

L'enllaç sigma és el que hi ha directament entre els dos àtoms de carboni (C-C), i l'enllaç pi es forma per sobre i per sota de l'enllaç sigma en els orbitals p dels àtoms de carboni.

Enllaços Sigma i Pi en acetilè (C₂H₂)

Acetilè (C₂H₂) conté un triple enllaç entre els dos àtoms de carboni. Aquest triple enllaç consta d'un enllaç sigma i dos enllaços pi:

En aquest cas, hi ha dos enllaços pi per sobre i per sota de l'enllaç sigma. Els enllaços pi es formen per la superposició lateral dels orbitals p dels àtoms de carboni.

Enllaços Sigma i Pi en benzè

En benzè (C₆H₆), hi ha sis enllaços sigma (σ) formats per la superposició frontal d'orbitals atòmics, proporcionant estabilitat estructural. A més, hi ha tres enllaços pi (π) associats amb els dobles enllaços alternatius a l'anell hexagonal, contribuint a l'estabilitat i reactivitat úniques de la molècula a causa del núvol d'electrons deslocalitzat per sobre i per sota de l'anell.

Importància dels enllaços Sigma i Pi en l'enllaç químic

Hi ha una certa importància dels enllaços Sigma i Pi en l'enllaç químic, i aquests són:

• El nombre i els tipus d'enllaços sigma i pi d'una molècula són crucials per determinar la seva estequiometria.
• La seva importància rau en la seva contribució a l'estructura, estabilitat i reactivitat de les molècules.
• Els enllaços sigma permeten la rotació lliure al voltant de l'eix d'enllaç, que és crucial per a l'estudi de la isomeria conformacional en química orgànica. Els enllaços Pi, en canvi, restringeixen la rotació, contribuint a la rigidesa de les molècules que contenen enllaços dobles o triples.

Pregunta de mostra sobre enllaços Sigma i enllaços Pi

Pregunta 1: Comenteu Sigma i Pi Bond en detall.

Resposta:

Els enllaços sigma (σ) i pi (π) són dos tipus fonamentals d'enllaços covalents formats entre àtoms quan comparteixen electrons. Els enllaços sigma són generalment més forts que els enllaços pi a causa de la superposició més directa dels orbitals, donant lloc a una major densitat d'electrons al llarg de l'eix d'enllaç.

Pregunta 2: Explica les diferències entre Sigma i Pi Bond.

Resposta:

Els enllaços sigma (σ) es formen per superposició frontal d'orbitals atòmics, permetent la rotació lliure al llarg de l'eix d'enllaç. Els enllaços Pi (π) resulten de la superposició lateral dels orbitals p, restringint la rotació i formant un enllaç doble o triple. Els enllaços Sigma són més forts i primaris, mentre que els enllaços pi són més febles i secundaris en múltiples enllaços.

Pregunta 3: Com es determina l'estabilitat de qualsevol molècula?

Resposta:

L'estabilitat d'una molècula està determinada principalment per la força dels enllaços covalents i la disposició d'aquests enllaços en l'estructura de la molècula. Els enllaços sigma proporcionen la connexió principal entre els àtoms i són generalment més forts que els enllaços pi. Tanmateix, els enllaços pi contribueixen a la força global de l'enllaç i poden influir en la geometria i la reactivitat de la molècula. La combinació d'enllaços sigma i pi permet la formació de molècules estables amb estructures ben definides, i la seva presència és crucial per determinar les propietats químiques i la reactivitat dels compostos.

Bons Sigma i Bons Pi: Preguntes freqüents

1. Què són els enllaços Sigma i Pi?

Els enllaços sigma (σ) resulten de la superposició d'orbitals atòmics cap a cap i permeten la rotació lliure. Els enllaços Pi (π) es formen a partir de la superposició d'orbitals p paral·lels, limitant la rotació.

2. Quants enllaços Sigma i enllaços Pi pot tenir un únic enllaç?

Un enllaç covalent únic consta d'un enllaç sigma i no hi ha enllaços pi en un enllaç únic.

3. Pot un doble enllaç tenir tant enllaços Sigma com Pi?

Un doble enllaç està format per un enllaç sigma (σ) i un enllaç pi (π).

4. Quins tipus d'orbitals poden formar enllaços Sigma?

Els enllaços sigma es poden formar a partir de la superposició d'orbitals s-s, s-p, p-p i alguns d.

5. Quins tipus d'orbitals poden formar enllaços Pi?

Els enllaços Pi es formen a partir de la superposició d'orbitals paral·lels p-p o d-p.

Sèrie de Fibonacci al c

6. Els enllaços Sigma i Pi poden coexistir en la mateixa molècula?

Sí, els enllaços sigma i pi poden coexistir en la mateixa molècula, com en els enllaços dobles i triples.

7. Totes les molècules tenen enllaços Sigma i Pi?

No totes les molècules tenen enllaços sigma i pi; alguns només tenen enllaços sigma.

8. Els enllaços Sigma i Pi són igualment forts?

Els enllaços sigma són generalment més forts que els enllaços pi a causa de la major superposició d'orbitals en els enllaços sigma.

9. Com esbrinar els enllaços Sigma i Pi?

Dibuixant l'estructura de Lewis i identificant enllaços simples, dobles i triples.

10. Quin és el nombre d'enllaços Sigma (σ) i Pi (π) del benzè?

Enllaços sigma (σ): hi ha un total de 12 enllaços sigma en el benzè. Aquests inclouen els sis enllaços simples carboni-carboni i els sis enllaços simples carboni-hidrogen.

Enllaços Pi (π): Hi ha tres enllaços pi (enllaços π) en el benzè, que contribueixen a la seva aromaticitat.