Сигма- и пи-связи
Сигма-связь (σ-связь) образуется при лобовом перекрывании атомных орбиталей вдоль линии, соединяющей ядра атомов. Пи-связь (π-связь) возникает при боковом перекрывании орбиталей по разные стороны от этой линии; она появляется только как добавка к уже существующей σ-связи.
Ковалентная связь образуется общей электронной парой. Для σ-связи электронная плотность расположена главным образом между ядрами, поэтому такая связь обычно прочнее π-связи. В π-связи электронная плотность находится над и под межъядерной осью, а на самой оси есть узловая область.
Связь с кратностью
Число σ- и π-связей определяется кратностью химической связи. Одинарная связь состоит из одной σ-связи. Двойная включает одну σ- и одну π-связь. Тройная включает одну σ- и две π-связи. Поэтому первая связь между двумя атомами всегда σ, а π-связи образуются только после неё.
В молекуле этена \(\mathrm{C_2H_4}\) между атомами углерода находится двойная связь: одна σ-связь образована перекрыванием орбиталей вдоль линии \(\mathrm{C-C}\), а одна π-связь — боковым перекрыванием. Четыре связи \(\mathrm{C-H}\) являются σ-связями. Всего в молекуле 5 σ-связей и 1 π-связь.
Кратность связи — это не число π-связей. Она показывает общее число связывающих пар между атомами: одинарная, двойная или тройная. В двойной связи две составляющие, но только одна из них π; в тройной — три составляющие, из которых две π.
Сколько σ- и π-связей содержит молекула азота \(\mathrm{N_2}\) с тройной связью?
Главное
- σ-связь образуется лобовым перекрыванием орбиталей вдоль межъядерной оси.
- π-связь образуется боковым перекрыванием орбиталей и существует только вместе с σ-связью.
- Одинарная связь: \(1\sigma\); двойная: \(1\sigma+1\pi\); тройная: \(1\sigma+2\pi\).