Sigma vs pi-obligaties
Zoals voorgesteld door de Amerikaanse chemicus G. N. Lewis, zijn atomen stabiel als ze acht elektronen in hun valentieschil bevatten. De meeste atomen hebben minder dan acht elektronen in hun valentieschillen (behalve de edelgassen in groep 18 van het periodiek systeem); daarom zijn ze niet stabiel. Deze atomen hebben de neiging om met elkaar te reageren om stabiel te worden. Zo kan elk atoom een elektronische configuratie van edelgas bereiken. Dit kan door ionische bindingen, covalente bindingen of metaalbindingen te vormen. Hiervan is covalente binding speciaal. In tegenstelling tot andere chemische bindingen, is er bij covalente binding de mogelijkheid om meerdere bindingen tussen twee atomen te maken. Wanneer twee atomen een vergelijkbaar of zeer laag elektronegativiteitsverschil hebben, reageren ze samen en vormen ze een covalente binding door elektronen te delen. Wanneer het aantal gedeelde elektronen meer dan één van elk atoom is, ontstaan er meerdere bindingen. Door de bindingsvolgorde te berekenen, kan het aantal covalente bindingen tussen twee atomen in een molecuul worden bepaald. Meerdere bindingen worden op twee manieren gevormd. We noemen ze sigma bond en pi bond.
Sigma Bond
Het symbool σ wordt gebruikt om een sigma-binding aan te geven. Een enkele binding wordt gevormd wanneer twee elektronen worden gedeeld tussen twee atomen met een vergelijkbaar of laag elektronegativiteitsverschil. De twee atomen kunnen van hetzelfde type zijn of van verschillende typen. Als dezelfde atomen bijvoorbeeld worden samengevoegd om moleculen te vormen zoals Cl2, H2 of P4, elk atoom is aan een ander gebonden door een enkele covalente binding. Methaanmolecuul (CH4) heeft een enkele covalente binding tussen twee soorten elementen (koolstof- en waterstofatomen). Verder is methaan een voorbeeld voor een molecuul met covalente bindingen tussen atomen met een zeer laag elektronegativiteitsverschil. Enkele covalente obligaties worden ook wel sigma-obligaties genoemd. Sigma-bindingen zijn de sterkste covalente bindingen. Ze worden gevormd tussen twee atomen door atomaire orbitalen te combineren. Kop-tot-kop overlap is te zien bij het vormen van sigma-bindingen. Wanneer bijvoorbeeld in ethaan twee gelijke sp3 gehybridiseerde moleculen lineair overlappen, wordt de CC-sigmabinding gevormd. Ook worden de C-H sigma-bindingen gevormd door de lineaire overlapping tussen één sp3 gehybridiseerde orbitaal van koolstof en s-orbitaal van waterstof. Groepen die alleen door een sigma-binding zijn verbonden, hebben het vermogen om ten opzichte van elkaar om die binding te roteren. Door deze rotatie kan een molecuul verschillende conformationele structuren hebben.
pi Bond
De Griekse letter π wordt gebruikt om pi-obligaties aan te duiden. Dit is ook een covalente chemische binding, die zich gewoonlijk vormt tussen p-orbitalen. Wanneer twee p-orbitalen zijdelings overlappen, wordt een pi-binding gevormd. Wanneer deze overlapping plaatsvindt, interageren twee lobben van de p-orbitaal met twee lobben van een andere p-orbitaal en ontstaat er een knoopvlak tussen twee atoomkernen. Wanneer er meerdere bindingen tussen atomen zijn, is de eerste binding een sigma-binding en zijn de tweede en derde bindingen pi-bindingen.
Wat is het verschil tussen Sigma Bond en pi Bond?
• Sigma-bindingen worden gevormd door kop-tot-kop overlapping van orbitalen, terwijl pi-bindingen worden gevormd door laterale overlapping.
• Sigma-obligaties zijn sterker dan pi-obligaties.
• Sigma-bindingen kunnen worden gevormd tussen zowel s- als p-orbitalen, terwijl pi-bindingen meestal worden gevormd tussen p- en d-orbitalen.
• De enkele covalente bindingen tussen atomen zijn sigma-bindingen. Wanneer er meerdere bindingen tussen atomen zijn, kunnen pi-bindingen worden gezien.
• pi-bindingen resulteren in onverzadigde moleculen.
• Sigma-obligaties laten vrije rotatie van atomen toe, terwijl pi-obligaties de vrije rotatie beperken.
