و رابطة سيجما (ممثلة σ) هو التساهمية نوع السندات، التي تتميز تقاسم إلكترونين أن يحدث بين زوج من الذرات إلى شكل وقال السندات. بالإضافة إلى ذلك ، هذا نوع من الرابطة المفردة ، حيث يتم ربط كلتا الذرتين بواسطة إلكترونين لتكوين رابطة واحدة.
عندما يتم الجمع بين ذرتين أو أكثر لإنتاج مركبات جزيئية جديدة ، يتم ربطهما عن طريق نوعين من الروابط: الأيونية والتساهمية ، التي يعتمد هيكلها على كيفية مشاركة الإلكترونات بين الذرتين المتورطتين في هذا الاقتران.
يتم إجراء الاتصال المتولد من خلال الإلكترونات بفضل تداخل المدارات التي تنتمي إلى كل ذرة (بنهاياتها) ، وفهم المساحات التي من المرجح أن تحدد موقع الإلكترون في الذرة كمدارات والتي يتم تحديدها بواسطة كثافة الإلكترونات.
كيف تتشكل؟
عادة ، من المعروف أن الرابطة المفردة بين ذرتين تعادل رابطة واحدة شبيهة بسيغما.
وبالمثل ، تنشأ هذه الروابط بسبب التراكب أو التداخل بطريقة أمامية تحدث بين نهايات المدارات الذرية لذرتين مختلفتين.
يجب أن تكون هذه الذرات التي تتداخل مداراتها متجاورة مع بعضها البعض بحيث يمكن للإلكترونات الفردية التي تنتمي إلى كل مدار ذري أن تترابط بشكل فعال وتشكل الرابطة.
ومن هنا تأتي حقيقة أن التوزيع الإلكتروني الذي يتجلى أو موقع كثافة الإلكترونات من كل تراكب له تناظر أسطواني حول المحور يحدث بين كلا النوعين الذريين المرتبطين.
في هذه الحالة ، يمكن التعبير عن ما يسمى بـ Sigma المداري بسهولة أكبر من حيث الروابط الجزيئية التي تتشكل داخل الجزيئات ثنائية الذرة ، مع ملاحظة أن هناك أيضًا عدة أنواع من روابط سيجما.
أكثر أنواع روابط سيجما شيوعًا هي: d z 2 + d z 2 و s + p z و p z + p z و s + s ؛ حيث يمثل الرمز z المحور الذي تشكله الرابطة المكونة وكل حرف (s و p و d) يتوافق مع مدار.
تكوين روابط سيجما في الأنواع الكيميائية المختلفة
عندما نتحدث عن المدارات الجزيئية ، تتم الإشارة إلى المناطق التي تتراكم فيها أعلى كثافة إلكترونية عندما تتشكل رابطة من هذا النوع بين جزيئات مختلفة ، يتم الحصول عليها من خلال مجموعة من المدارات الذرية.
من وجهة نظر ميكانيكا الكم ، استنتجت الدراسات أن المدارات من النوع الجزيئي التي تظهر سلوكًا متساويًا بشكل متماثل يتم دمجها فعليًا في الخلائط (التهجين).
ومع ذلك ، فإن أهمية هذا المزيج من المدارات ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالطاقات النسبية التي تتجلى في المدارات من النوع الجزيئي المتشابهة بشكل متماثل.
في حالة الجزيئات العضوية ، كثيرًا ما يتم ملاحظة الأنواع الحلقية التي تتكون من واحد أو أكثر من الهياكل الحلقية ، والتي غالبًا ما تتكون من عدد كبير من الروابط من نوع سيغما جنبًا إلى جنب مع روابط من النوع pi (روابط متعددة).
في الواقع ، باستخدام حسابات رياضية بسيطة ، من الممكن تحديد عدد روابط سيجما الموجودة في الأنواع الجزيئية.
هناك أيضًا حالات لمركبات التنسيق (مع المعادن الانتقالية) ، حيث يتم دمج الروابط المتعددة مع أنواع مختلفة من تفاعلات الروابط ، وكذلك الجزيئات المكونة من أنواع مختلفة من الذرات (متعددة الذرات).
مميزات
تتميز روابط سيجما بخصائص فريدة تميزها بوضوح عن الأنواع الأخرى من الرابطة التساهمية (الرابطة التساهمية) ، ومن بينها حقيقة أن هذا النوع من الروابط هو الأقوى بين الروابط الكيميائية للفئة التساهمية.
وذلك لأن التداخل بين المدارات يحدث بطريقة مباشرة ومحورية (أو خطية) وأمامية ؛ أي يتم الحصول على أقصى تداخل بين المدارات.
بالإضافة إلى ذلك ، يتركز التوزيع الإلكتروني في هذه التقاطعات بشكل أساسي بين نوى الأنواع الذرية التي يتم دمجها.
يحدث هذا التداخل لمدارات سيجما بثلاث طرق ممكنة: بين زوج من المدارات النقية (ss) ، بين المدار النقي والنوع الهجين (s-sp) أو بين زوج من المدارات من النوع الهجين (sp 3 - sp 3).
يحدث التهجين بفضل مزيج مدارات ذات أصل ذري من فئات مختلفة ، والحصول على أن المدار الهجين الناتج يعتمد على مقدار كل نوع من أنواع المدارات البادئة (على سبيل المثال ، sp 3 = نقي s + مداري ثلاثة مدارات نقية من النوع p).
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن توجد رابطة سيجما بشكل مستقل ، وكذلك تسمح بالحركة الدورانية الحرة بين زوج من الذرات.
أمثلة
نظرًا لأن الرابطة التساهمية هي أكثر أنواع الروابط شيوعًا بين الذرات ، فإن رابطة سيجما توجد في عدد كبير من الأنواع الكيميائية ، كما يتضح أدناه.
في جزيئات الغاز ثنائي الذرة - مثل الهيدروجين (H 2) والأكسجين (O 2) والنيتروجين (N 2) - يمكن أن تحدث أنواع مختلفة من الروابط اعتمادًا على تهجين الذرات.
في حالة الهيدروجين ، هناك رابطة سيجما واحدة تربط كلتا الذرتين (H - H) ، لأن كل ذرة تساهم بإلكترونها الوحيد.
من ناحية أخرى ، في الأكسجين الجزيئي ، ترتبط كلتا الذرتين برابطة مزدوجة (O = O) - أي رابطة سيغما - ورابطة pi ، تاركة كل ذرة لها ثلاثة أزواج من الإلكترونات المتبقية مقترنة.
بدلاً من ذلك ، تحتوي كل ذرة نيتروجين على خمسة إلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي (غلاف التكافؤ) ، لذلك يتم ربطها برابطة ثلاثية (N≡N) ، مما يعني وجود رابطة سيجما واثنين من روابط pi و a زوج من الإلكترونات المقترنة في كل ذرة.
بالطريقة نفسها ، يحدث في مركبات من النوع الدوري ذات روابط مفردة أو متعددة وفي جميع أنواع الجزيئات التي يتكون هيكلها من روابط تساهمية.
المراجع
- ويكيبيديا. (سادس). بوند سيجما. تعافى من en.wikipedia.org
- تشانغ ، ر. (2007). الكيمياء ، الطبعة التاسعة. المكسيك: ماكجرو هيل.
- ThoughtCo. (سادس). تعريف الكيمياء بوند سيجما. تعافى من thinkco.com
- بريتانيكا ، إي (بدون تاريخ). بوند سيجما. تعافى من britannica.com
- LibreTexts. (سادس). سيجما وبي بوندز. تعافى من chem.libretexts.org
- سريفاستافا ، أيه كيه (2008). أصبحت الكيمياء العضوية بسيطة. تعافى من books.google.co.ve