Klíčový rozdíl mezi molekulárními orbitaly sigma a pí je v tom, že molekulární orbitaly sigma se tvoří překrytím atomových orbitalů ve směru hlava-hlava podél internukleární osy, zatímco molekulární orbitaly pí se tvoří překrýváním atomových orbitalů v paralelním směru.
Molekulární orbitaly Sigma a pí jsou dva typy molekulárních orbitalů, které přispívají ke skutečné struktuře chemické sloučeniny. Molekulární orbitaly jsou zodpovědné za tvorbu jednoduchých a dvojných nebo trojných vazeb.
Co jsou molekulární orbitaly?
Atomy se spojují a vytvářejí molekuly. Když se dva atomy přiblíží k sobě a vytvoří molekulu, atomové orbitaly se překrývají a spojí, aby se staly molekulárními orbitaly. Počet nově vzniklých molekulárních orbitalů se rovná počtu spojených atomových orbitalů. Kromě toho molekulární orbital obklopuje dvě jádra atomů a elektrony se mohou pohybovat kolem obou jader. Podobně jako atomové orbitaly obsahují molekulární orbitaly maximálně 2 elektrony, které mají opačné spiny.
Navíc existují dva typy molekulárních orbitalů jako vazebné molekulární orbitaly a antivazebné molekulární orbitaly. Vazebné molekulární orbitaly obsahují elektrony v základním stavu, zatímco antivazebné molekulární orbitaly neobsahují žádné elektrony v základním stavu. Kromě toho mohou elektrony obsadit antivazebné orbitaly, pokud je molekula v excitovaném stavu.
Co jsou Sigma Molecular Orbitals?
Sigma molekulové orbitaly jsou typy hybridních orbitalů, které vznikají překrýváním dvou atomových orbitalů od hlavy k hlavě podél internukleární osy. Typicky je první kovalentní vazbou mezi dvěma atomy vždy sigma vazba. Překrývání dvou atomových orbitalů v mezijaderné ose tvoří sigma kovalentní vazbu. V sigma molekulárním orbitalu je elektronová hustota uprostřed molekulárního orbitalu vysoká, pokud jsou dva atomy, z nichž se atomové orbitaly překrývají, identické.
Obrázek 01: Molekula vodíku
Když vezmeme v úvahu vodík jako příklad, sigma molekulární orbital se tvoří překrytím dvou atomových orbitalů 1s přicházejících z každého atomu vodíku. Tuto sigma vazbu můžeme zkrátit jako σ. Zde se hustota sdílených elektronů vyskytuje přímo mezi vazebnými atomy podél vazebné osy. To umožňuje stabilnější interakci mezi dvěma vázanými atomy spolu s vazebnými elektrony ve srovnání se stabilitou samostatných atomů. Typicky je sigma vazba první vazba, která se tvoří mezi dvěma atomy.
Co jsou molekulární orbitaly Pi?
Molekulární orbitaly Pi jsou typy hybridních orbitalů, které vznikají překrýváním dvou atomových orbitalů v paralelním směru. Zde se hustota vazebných elektronů vyskytuje nad a pod internukleární osou. Dále nemůžeme pozorovat elektrony na vazebné ose. Tento typ interakce mezi dvěma atomy tvoří stabilnější uspořádání než stabilita oddělených volných atomů. Obvykle mají elektrony tendenci obsadit tento typ molekulárních orbitalů, když je v atomech přítomno dostatek elektronů. Molekulární orbitaly Pi se vždy tvoří jako druhý nebo třetí molekulární orbital, pokud jde o vazbu dvou atomů, protože sigma molekulární orbital je první molekulární vazbou, která se vytvoří mezi dvěma atomy.
Obrázek 02: Molekulární orbitaly Pi
Navíc počet atomů, které přispívají k atomovému orbitalu p systému pí, se vždy rovná počtu molekulárních orbitalů pí přítomných v chemické vazbě. Nejnižší molekulární orbital má typicky nula existujících vertikálních uzlů. Zde postupné pí molekulární orbitaly získají jeden další vertikální uzel při zvýšení energie. Molekulární orbital pí můžeme zkrátit jako π.
Jaký je rozdíl mezi molekulárními orbitály Sigma a Pi?
Molekulární orbitaly Sigma a pí jsou dva typy molekulárních orbitalů, které přispívají ke skutečné struktuře chemické sloučeniny. Klíčový rozdíl mezi molekulárními orbitaly sigma a pi je v tom, že molekulární orbitaly sigma se tvoří z překrývání atomových orbitalů ve směru hlava-hlava podél internukleární osy, zatímco molekulární orbitaly pí se tvoří z překrývání atomových orbitalů v paralelním směru.
Následující infografika uvádí rozdíly mezi molekulárními orbitaly sigma a pi v tabulkové formě pro srovnání vedle sebe.
Shrnutí – Sigma vs Pi Molecular Orbitals
Molekulární orbital je druh orbitalu, který vzniká překrýváním atomových orbitalů. Klíčový rozdíl mezi molekulárními orbitaly sigma a pi je v tom, že molekulární orbitaly sigma se tvoří z překrývání atomových orbitalů ve směru hlava-hlava podél internukleární osy, zatímco molekulární orbitaly pí se tvoří z překrývání atomových orbitalů v paralelním směru.
