СИГМА-БОНД: КАК ОБРАЗУЕТСЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРЫ - ХИМИЯ - 2024

Сигма - связь (представлено в виде а) является тип связи ковалентной, который характеризуется обменом двух электронов , что происходит между парой атомов с образованием указанной связью. Кроме того, это разновидность одинарной связи, в которой оба атома соединены двумя электронами, образуя одинарную связь.

Когда два или более атома объединяются, чтобы дать начало новым молекулярным соединениям, они соединяются посредством двух типов связей: ионной и ковалентной, структура которых зависит от того, как электроны распределяются между двумя атомами, участвующими в этой связи.

Связь, генерируемая через электроны, осуществляется благодаря перекрытию орбиталей, которые принадлежат каждому атому (их концами), понимая под орбиталями пространства, в которых электрон с наибольшей вероятностью находится в атоме, и которые определяются электронная плотность.

Как он образуется?

Обычно известно, что одинарная связь между двумя атомами эквивалентна одинарной сигма-подобной связи.

Точно так же эти связи возникают из-за суперпозиции или фронтального перекрытия, которое происходит между концами атомных орбиталей двух разных атомов.

Эти атомы, чьи орбитали перекрываются, должны быть смежными друг с другом, чтобы отдельные электроны, принадлежащие каждой атомной орбитали, могли эффективно связываться и образовывать связь.

Отсюда тот факт, что проявляющееся электронное распределение или расположение плотности электронов из каждой суперпозиции имеет цилиндрическую симметрию вокруг оси, которая возникает между двумя связанными атомными разновидностями.

В этом случае так называемая сигма-орбиталь может быть более легко выражена в терминах внутримолекулярных связей, которые образуются внутри двухатомных молекул, учитывая, что существует также несколько типов сигма-связей.

Наиболее часто наблюдаемые типы сигма-связей: d _z ² + d _z ² , s + p _z , p _z + p _z и s + s; где нижний индекс z представляет собой ось, образованную образованной связью, а каждая буква (s, p и d) соответствует орбитали.

Образование сигма-связей в различных химических соединениях

Когда мы говорим о молекулярных орбиталях, мы имеем в виду области, которые накапливают самую высокую электронную плотность, когда между различными молекулами образуется связь этого типа, полученная посредством комбинации атомных орбиталей.

С точки зрения квантовой механики, исследования показали, что орбитали молекулярного типа, которые демонстрируют симметрично одинаковое поведение, фактически объединяются в смеси (гибридизации).

Однако значение этой комбинации орбиталей тесно связано с относительными энергиями, проявляемыми симметрично подобными орбиталями молекулярного типа.

В случае органических молекул часто наблюдаются циклические частицы, состоящие из одной или нескольких кольцевых структур, которые часто состоят из большого количества связей сигма-типа в сочетании со связями пи-типа (кратные связи).

Фактически, с помощью простых математических расчетов можно определить количество сигма-связей, присутствующих в молекуле молекулы.

Существуют также случаи координационных соединений (с переходными металлами), в которых множественные связи сочетаются с различными типами взаимодействий, а также молекулы, состоящие из разных типов атомов (многоатомные).

характеристики

Сигма-связи обладают уникальными характеристиками, которые четко отличают их от других типов ковалентных связей (пи-связи), среди которых тот факт, что этот тип связи является самым прочным среди химических связей ковалентного класса.

Это связано с тем, что перекрытие между орбиталями происходит прямым, коаксиальным (или линейным) и фронтальным образом; то есть достигается максимальное перекрытие орбиталей.

Кроме того, электронное распределение в этих переходах в основном сосредоточено между ядрами атомных разновидностей, которые объединены.

Это перекрытие сигма-орбиталей происходит тремя возможными способами: между парой чистых орбиталей (ss), между чистой орбиталью и гибридным типом (s-sp) или между парой орбиталей гибридного типа (sp ³ - sp ³ ).

Гибридизация происходит благодаря смеси орбиталей атомного происхождения разных классов, в результате чего получается, что результирующая гибридная орбиталь зависит от количества каждого из исходных чистых орбитальных типов (например, sp ³ = чистая s + орбиталь три чистые орбитали p-типа).

В дополнение к этому сигма-связь может существовать независимо, а также обеспечивать свободное вращательное движение между парой атомов.

Примеры

Поскольку ковалентная связь является наиболее распространенным видом связи между атомами, сигма-связь встречается в огромном количестве химических соединений, как можно увидеть ниже.

В двухатомных молекулах газа, таких как водород (H ₂ ), кислород (O ₂ ) и азот (N ₂ ), могут возникать различные типы связей в зависимости от гибридизации атомов.

В случае с водородом оба атома соединяет одна сигма-связь (H - H), потому что каждый атом вносит свой единственный электрон.

С другой стороны, в молекулярном кислороде оба атома связаны двойной связью (O = O), то есть сигма-связью и пи-связью, оставляя каждый атом с тремя парами оставшихся электронов спаренными.

Вместо этого каждый атом азота имеет пять электронов на внешнем энергетическом уровне (валентной оболочке), поэтому они соединены тройной связью (N≡N), что подразумевает наличие сигма-связи и двух пи-связей и пара парных электронов в каждом атоме.

Таким же образом это происходит в соединениях циклического типа с одной или несколькими связями и во всех типах молекул, структура которых состоит из ковалентных связей.

Ссылки

1. Wikipedia. (SF). Сигма-облигация. Получено с en.wikipedia.org
2. Чанг, Р. (2007). Химия, Девятое издание. Мексика: Макгроу-Хилл.
3. ThoughtCo. (SF). Определение химии сигма-связи. Получено с сайта thinkco.com
4. Британника, Э. (nd). Сигма-облигация. Получено с britannica.com
5. LibreTexts. (SF). Сигма и Пи-облигации. Восстановлено с сайта chem.libretexts.org
6. Шривастава, АК (2008). Органическая химия стала проще. Восстановлено с books.google.co.ve