Kémiában pi és szigma kötés. Nagyon egyszerűen valaki eltudná magyarázni?

A kovalens kötés két atom kapcsolata egy közös elektronpár által. Általában az egyik atom az egyik, a másik a másik elektront adja bele ebbe a kötésbe. A datív kötésben ezzel szemben csak egy adott atom adja be a kötésbe a kötő elektronpárt (pl CO).

Itt a hidrogén, ezzel a legegyszerűbb szemléltetni:

2 db H-atom -> H. .H

Találkoznak, és molekulát képeznek egy egyszeres kovalens kötéssel -> H-H

Szebb formában ez a H2. Egy szigma kötést hoznak létre ketten.

Egy picivel nehezebb példa a CO, ahol a szénnek 4 vegyértékelektronja, az oxigénnek pedig 6 db-ja van. A szén és az oxigén között 3 darab kötés köttet, amikbe ha a szén 1-1 elektront adna be, 1 db magányos elektronja maradna a vegyértékhéjon, ami neki energetikailag nem túl kedvező. Ennek örömére csak 2 db elektront fog beleadni, a maradék (3 kötés 2 elektronnal = 6 kötő elektron, amiből kettőt a széné) 4 db az oxigéné. Ez a datív kötés.

Gimiben minden két atom között egyszerre csak maximum 3 darab kötés jöhet létre. Ezekből az első mindig szigma, a maradék kettő pedig pí kötés lesz. A szigma kötést úgy képzeld el, mintha majdnem az atommagok között lépne fel - persze nem ott fog - tehát a szigma kötés és a két atom atommagja egy síkban helyezkedik el. Ettől eltérően a 2. pí kötés és 3. pí kötés a szigma kötés síkja alatt, felett és oldalt helyezkedhet el.

A szigma és a két pí kötés közül energetikailag a szigma a nagyobb energiájú, a 2. kötés létrehozása kevesebb energiát igényel. Az összes kötést nézve azonban így alakul a sorrend:

I < II < III

Tehát egy szigma kötés a legkisebb energiájú, egy szigma és egy pí nagyobb, egy szigma és két pí a legnagyobb. Az kötési energiák értéke megegyezik a felszakításukhoz szükséges energiával.

Értelemszerűen balról jobbra haladva csökken a két atom kötéstávolsága, a relatív több megosztott elektron következtében egyrészt közelebb tudnak kerülni egymáshoz, másrészt nagyobb erőt fejtenek ki egymásra, aminek következtében egyre közelebb és közelebb jutnak az elektronfelhők. Úgy képzeld el, mintha egy nyúlós szalag tartana egy kis súlyt; minél több szalaggal tartanád, annál kisebb lenne a nyúlása egy-egy szalagnak.

A szigma és a pí kötés kialakítása szigorúan követi az energiaminimum elvét, ami visszavezethető az elektronkonfigurációkra, később pedig a Lewis képletekkel sokkal érthetőbbé fog válni számodra ez az egész.

Ha esetleg valami másról is szeretnél kérdezni csak nyugodtan, próbáltam kisilabizálni mi nem lehet érthető a kérdésed alapján, mivel nem adtál meg bővebb leírást.

Egyszeres kötés esetén a kötés mindig szigma-kötés.

Kétszeres kötés esetén az egyik kötés szigma-, a másik pí-kötés.

Háromszoros kötés esetén az egyik kötés szigma-, a másik kettő pí-kötés.

A szigma-kötés esetén az elektronsűrűség a két atommag közötti tengely mentén a legnagyobb. A pí-kötés esetében az elektronsűrűség a szigma-kötés előtt-mögött, fölött-alatt lesz a legnagyobb. A szigma-kötés energiája nagyobb, mint a pí-kötésé.

[link]

Ez egy nitrogénmolekula térbeli modellje, amelyben háromszoros kovalens kötés jön létre.

A nitrogénatommagok tengelye mentén a kék színnel jelzett kötés a szigma-kötés. A pirosak a pí-kötések. Az egyik pí-kötés a szigma kötés felett-alatt jön létre, itt a legnagyobb az elektronok sűrűsége. A másik pí-kötés a szigma kötés előtt-mögött alakul ki. Ez jól látható az ábrán.

[link]

Ez egy oxigénmolekula, amelyben kétszeres kovalens kötés alakul ki.

A kék a szigma-kötés. Mint látod egy pí-kötés van (piros), amely a szigma-kötés fölött-alatt jön létre. (Nitrogén esetében a harmadik a szigma-kötés előtt-mögött alakul ki, mint azt fentebb tárgyaltuk.)

További példák:

F2 - Egyszeres kovalens kötés, tehát szigma kötés.

CO2 - A szén-oxigén közötti kötések kétszeresek. Az egyik szigma, a másik pí.

H2O - A hidrogén-oxigén közötti kötések egyszeresek, tehát szigma-kötés.

A szabály: egyszeres kötés mindig szigma, kétszeres esetén egy szigma egy pí, háromszoros esetén egy szigma két pí.