Het belangrijkste verschil tussen sigma en pi moleculaire orbitalen is dat sigma moleculaire orbitalen worden gevormd door de overlapping van atomaire orbitalen in een head-to-head richting langs de internucleaire as, terwijl pi-moleculaire orbitalen worden gevormd door de overlapping van atomaire orbitalen in een parallelle richting.
Sigma en pi moleculaire orbitalen zijn twee soorten moleculaire orbitalen die bijdragen aan de feitelijke structuur van een chemische verbinding. De moleculaire orbitalen zijn verantwoordelijk voor de vorming van respectievelijk enkele en dubbele of driedubbele bindingen.
Wat zijn moleculaire orbitalen?
Atomen komen samen om moleculen te vormen. Wanneer twee atomen dichter bij elkaar komen om een molecuul te vormen, overlappen atomaire orbitalen elkaar en worden ze moleculaire orbitalen. Het aantal nieuw gevormde moleculaire orbitalen is gelijk aan het aantal gecombineerde atoomorbitalen. Bovendien omringt de moleculaire orbitaal de twee kernen van de atomen en kunnen elektronen rond beide kernen bewegen. Net als atomaire orbitalen, bevatten moleculaire orbitalen maximaal 2 elektronen, die tegengestelde spins hebben.
Bovendien zijn er twee soorten moleculaire orbitalen als bindende moleculaire orbitalen en antibindende moleculaire orbitalen. Bindende moleculaire orbitalen bevatten elektronen in de grondtoestand, terwijl antibindende moleculaire orbitalen geen elektronen in de grondtoestand bevatten. Bovendien kunnen elektronen antibindende orbitalen innemen als het molecuul zich in een aangeslagen toestand bevindt.
Wat zijn Sigma Molecular Orbitalen?
Sigma moleculaire orbitalen zijn typen hybride orbitalen die worden gevormd door de overlapping van twee atomaire orbitalen van kop tot kop langs de internucleaire as. Meestal is de eerste covalente binding tussen twee atomen altijd een sigma-binding. Overlapping van twee atomaire orbitalen in de internucleaire as vormt een sigma covalente binding. In een sigma moleculaire orbitaal is de elektronendichtheid in het midden van de moleculaire orbitaal hoog als de twee atomen waarvan de atoomorbitalen elkaar overlappen identiek zijn.
Figuur 01: Waterstofmolecuul
Als we waterstof als een voorbeeld beschouwen, worden moleculaire orbitalen van sigma gevormd door de overlapping van twee 1s-atomaire orbitalen die uit elk waterstofatoom komen. We kunnen deze sigma-binding afkorten als σ. Hier vindt de gedeelde elektronendichtheid direct plaats tussen de bindingsatomen langs de bindingsas. Dit maakt een stabielere interactie tussen twee gebonden atomen samen met de bindingselektronen in vergelijking met de stabiliteit van de afzonderlijke atomen. Meestal is een sigma-binding de eerste binding die tussen twee atomen wordt gevormd.
Wat zijn Pi-moleculaire orbitalen?
Pi moleculaire orbitalen zijn typen hybride orbitalen die ontstaan door de overlapping van twee atomaire orbitalen in parallelle richting. Hier vindt de bindingselektronendichtheid plaats boven en onder de internucleaire as. Verder kunnen we geen elektronen waarnemen op de bindingsas. Dit type interactie tussen twee atomen vormt een stabielere opstelling dan de stabiliteit van gescheiden vrije atomen. Gewoonlijk hebben elektronen de neiging om dit type moleculaire orbitalen te bezetten wanneer er voldoende elektronen in de atomen aanwezig zijn. Pi-moleculaire orbitalen vormen zich altijd als tweede of derde moleculaire orbitaalvorming met betrekking tot de binding van twee atomen, omdat sigma-moleculaire orbitaal de eerste moleculaire binding is die tussen twee atomen wordt gevormd.
Figuur 02: Pi-moleculaire orbitalen
Bovendien is het aantal atomen dat bijdraagt aan een p-atoomorbitaal van het pi-systeem altijd gelijk aan het aantal pi-moleculaire orbitalen dat aanwezig is in een chemische binding. Typisch heeft de laagste pi moleculaire orbitaal nul verticale knooppunten. Hier krijgen de opeenvolgende pi-moleculaire orbitalen een extra verticale knoop bij het verhogen van de energie. We kunnen een pi moleculaire orbitaal afkorten als π.
Wat is het verschil tussen Sigma en Pi moleculaire orbitalen?
Sigma en pi moleculaire orbitalen zijn twee soorten moleculaire orbitalen die bijdragen aan de feitelijke structuur van een chemische verbinding. De belangrijk verschil tussen sigma en pi moleculaire orbitalen is dat sigma moleculaire orbitalen vormen van de overlapping van atomaire orbitalen in een head-to-head richting langs de internucleaire as, terwijl pi moleculaire orbitalen worden gevormd door de overlapping van atomaire orbitalen in een parallelle richting.
De volgende infographic geeft een overzicht van de verschillen tussen sigma- en pi-moleculaire orbitalen in tabelvorm voor vergelijking naast elkaar.
Samenvatting – Sigma vs Pi moleculaire orbitalen
Een moleculaire orbitaal is een type orbitaal dat wordt gevormd door de overlapping van atomaire orbitalen. De belangrijk verschil tussen sigma en pi moleculaire orbitalen is dat sigma moleculaire orbitalen vormen van de overlapping van atomaire orbitalen in een head-to-head richting langs de internucleaire as, terwijl pi moleculaire orbitalen worden gevormd door de overlapping van atomaire orbitalen in een parallelle richting.
