Η βασική διαφορά μεταξύ των μοριακών τροχιακών σίγμα και π είναι ότι τα μοριακά τροχιακά σίγμα σχηματίζονται από την αλληλεπικάλυψη ατομικών τροχιακών σε μια κατεύθυνση από την κορυφή κατά μήκος του διαπυρηνικού άξονα, ενώ τα μοριακά τροχιακά π σχηματίζονται από την επικάλυψη ατομικών τροχιακών σε παράλληλη κατεύθυνση.
Τα μοριακά τροχιακά Sigma και pi είναι δύο τύποι μοριακών τροχιακών που συμβάλλουν στην πραγματική δομή μιας χημικής ένωσης. Τα μοριακά τροχιακά είναι υπεύθυνα για το σχηματισμό απλών και διπλών ή τριπλών δεσμών, αντίστοιχα.
Τι είναι τα μοριακά τροχιακά;
Τα άτομα ενώνονται για να σχηματίσουν μόρια. Όταν δύο άτομα πλησιάζουν μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα μόριο, τα ατομικά τροχιακά επικαλύπτονται και συνδυάζονται για να γίνουν μοριακά τροχιακά. Ο αριθμός των νεοσχηματισθέντων μοριακών τροχιακών είναι ίσος με τον αριθμό των συνδυασμένων ατομικών τροχιακών. Επιπλέον, το μοριακό τροχιακό περιβάλλει τους δύο πυρήνες των ατόμων και τα ηλεκτρόνια μπορούν να κινηθούν γύρω από τους δύο πυρήνες. Παρόμοια με τα ατομικά τροχιακά, τα μοριακά τροχιακά περιέχουν κατά μέγιστο 2 ηλεκτρόνια, τα οποία έχουν αντίθετα σπιν.
Επιπλέον, υπάρχουν δύο τύποι μοριακών τροχιακών ως δεσμευτικά μοριακά τροχιακά και αντιδεσμικά μοριακά τροχιακά. Τα συνδετικά μοριακά τροχιακά περιέχουν ηλεκτρόνια στη θεμελιώδη κατάσταση, ενώ τα αντιδεσμικά μοριακά τροχιακά δεν περιέχουν ηλεκτρόνια στη θεμελιώδη κατάσταση. Επιπλέον, τα ηλεκτρόνια μπορεί να καταλαμβάνουν αντιδεσμικά τροχιακά εάν το μόριο βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση.
Τι είναι τα μοριακά τροχιακά Sigma;
Τα μοριακά τροχιακά Sigma είναι τύποι υβριδικών τροχιακών που σχηματίζονται από την επικάλυψη δύο ατομικών τροχιακών από το κεφάλι προς το κεφάλι κατά μήκος του διαπυρηνικού άξονα. Τυπικά, ο πρώτος ομοιοπολικός δεσμός μεταξύ δύο ατόμων είναι πάντα ένας σίγμα δεσμός. Η επικάλυψη δύο ατομικών τροχιακών στον διαπυρηνικό άξονα σχηματίζει έναν ομοιοπολικό δεσμό σίγμα. Σε ένα μοριακό τροχιακό σίγμα, η πυκνότητα ηλεκτρονίων στο μέσο του μοριακού τροχιακού είναι υψηλή εάν τα δύο άτομα από τα οποία επικαλύπτονται τα ατομικά τροχιακά είναι πανομοιότυπα.
Εικόνα 01: Μόριο υδρογόνου
Όταν εξετάζουμε το υδρογόνο ως παράδειγμα, το μοριακό τροχιακό σίγμα σχηματίζεται από την επικάλυψη δύο ατομικών τροχιακών 1s που προέρχονται από κάθε άτομο υδρογόνου. Μπορούμε να συντομεύσουμε αυτόν τον δεσμό σίγμα ως σ. Εδώ, η κοινή πυκνότητα ηλεκτρονίων εμφανίζεται απευθείας μεταξύ των ατόμων σύνδεσης κατά μήκος του άξονα σύνδεσης. Αυτό κάνει μια πιο σταθερή αλληλεπίδραση μεταξύ δύο συνδεδεμένων ατόμων μαζί με τα ηλεκτρόνια που συνδέονται σε σύγκριση με τη σταθερότητα των ξεχωριστών ατόμων. Συνήθως, ένας δεσμός σίγμα είναι ο πρώτος δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ δύο ατόμων.
Τι είναι τα μοριακά τροχιακά Pi;
Τα Τα μοριακά τροχιακά Pi είναι τύποι υβριδικών τροχιακών που σχηματίζονται από την επικάλυψη δύο ατομικών τροχιακών στην παράλληλη διεύθυνση. Εδώ, η πυκνότητα ηλεκτρονίων σύνδεσης εμφανίζεται πάνω και κάτω από τον διαπυρηνικό άξονα. Επιπλέον, δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε ηλεκτρόνια στον άξονα σύνδεσης. Αυτός ο τύπος αλληλεπίδρασης μεταξύ δύο ατόμων σχηματίζει μια πιο σταθερή διάταξη από τη σταθερότητα των διαχωρισμένων ελεύθερων ατόμων. Συνήθως, τα ηλεκτρόνια τείνουν να καταλαμβάνουν αυτόν τον τύπο μοριακών τροχιακών όταν υπάρχουν αρκετά ηλεκτρόνια στα άτομα. Τα μοριακά τροχιακά Pi σχηματίζονται πάντα ως δεύτερος ή τρίτος μοριακός σχηματισμός τροχιάς σχετικά με τη σύνδεση δύο ατόμων, επειδή το μοριακό τροχιακό σίγμα είναι ο πρώτος μοριακός δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ δύο ατόμων.
Εικόνα 02: Μοριακά τροχιακά Pi
Επιπλέον, ο αριθμός των ατόμων που συμβάλλουν σε ένα ατομικό τροχιακό p του συστήματος pi είναι πάντα ίσος με τον αριθμό των μοριακών τροχιακών pi που υπάρχουν σε έναν χημικό δεσμό. Τυπικά, το χαμηλότερο μοριακό τροχιακό pi έχει μηδενικούς κατακόρυφους κόμβους. Εδώ, τα διαδοχικά μοριακά τροχιακά pi λαμβάνουν έναν επιπλέον κατακόρυφο κόμβο κατά την αύξηση της ενέργειας. Μπορούμε να συντομεύσουμε ένα μοριακό τροχιακό pi ως π.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των μοριακών τροχιακών Sigma και Pi;
Τα μοριακά τροχιακά Sigma και pi είναι δύο τύποι μοριακών τροχιακών που συμβάλλουν στην πραγματική δομή μιας χημικής ένωσης. Η βασική διαφορά μεταξύ των μοριακών τροχιακών σίγμα και π είναι ότι τα μοριακά τροχιακά σίγμα σχηματίζονται από την επικάλυψη ατομικών τροχιακών σε κατεύθυνση κεφαλής προς το κεφάλι κατά μήκος του διαπυρηνικού άξονα, ενώ τα μοριακά τροχιακά π σχηματίζονται από την επικάλυψη ατομικών τροχιακών σε παράλληλη κατεύθυνση.
Το παρακάτω infographic παραθέτει τις διαφορές μεταξύ των μοριακών τροχιακών sigma και pi σε μορφή πίνακα για σύγκριση δίπλα-δίπλα.
Σύνοψη – Μοριακά τροχιακά Sigma vs Pi
Ένα μοριακό τροχιακό είναι ένας τύπος τροχιακού που σχηματίζεται από την επικάλυψη ατομικών τροχιακών. Η βασική διαφορά μεταξύ των μοριακών τροχιακών σίγμα και π είναι ότι τα μοριακά τροχιακά σίγμα σχηματίζονται από την επικάλυψη ατομικών τροχιακών σε κατεύθυνση κεφαλής με κεφάλι κατά μήκος του διαπυρηνικού άξονα, ενώ τα μοριακά τροχιακά π σχηματίζονται από την επικάλυψη ατομικών τροχιακών σε παράλληλη κατεύθυνση.
