Sigma vs pi Bonds
כפי שהציע הכימאי האמריקאי G. N. Lewis, אטומים יציבים כאשר הם מכילים שמונה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלהם. לרוב האטומים יש פחות משמונה אלקטרונים בקליפת הערכיות שלהם (למעט הגזים האצילים בקבוצה 18 של הטבלה המחזורית); לכן, הם אינם יציבים. אטומים אלה נוטים להגיב זה עם זה כדי להפוך ליציבים. לפיכך, כל אטום יכול להשיג תצורה אלקטרונית של גז אצילי. ניתן לעשות זאת על ידי יצירת קשרים יוניים, קשרים קוולנטיים או קשרים מתכתיים. בין אלה, קשר קוולנטי הוא מיוחד. שלא כמו קשרים כימיים אחרים, בקשרים קוולנטיים ישנה יכולת ליצור קשרים מרובים בין שני אטומים.כאשר לשני אטומים יש הבדל אלקטרוני שליליות דומה או נמוך מאוד, הם מגיבים יחד ויוצרים קשר קוולנטי על ידי שיתוף אלקטרונים. כאשר מספר האלקטרונים המשותפים הוא יותר מאחד מכל אטום, נוצרים קשרים מרובים. על ידי חישוב סדר הקשר, ניתן לקבוע את מספר הקשרים הקוולנטיים בין שני אטומים במולקולה. קשרים מרובים נוצרים בשתי דרכים. אנו קוראים להם סיגמא בונד ו-pi bond.
Sigma Bond
הסמל σ משמש להצגת קשר סיגמא. קשר בודד נוצר כאשר שני אלקטרונים משותפים בין שני אטומים עם הבדל אלקטרוני שליליות דומה או נמוך. שני האטומים יכולים להיות מאותו סוג או סוגים שונים. לדוגמה, כאשר אותם אטומים מחוברים ליצירת מולקולות כמו Cl2, H2, או P4, כל אטום קשור לשני בקשר קוולנטי בודד. למולקולת מתאן (CH4) יש קשר קוולנטי יחיד בין שני סוגי יסודות (אטומי פחמן ומימן). יתר על כן, מתאן הוא דוגמה למולקולה בעלת קשרים קוולנטיים בין אטומים עם הבדל אלקטרוני שליליות נמוך מאוד.קשרים קוולנטיים בודדים נקראים גם כקשרי סיגמה. קשרי סיגמא הם הקשרים הקוולנטיים החזקים ביותר. הם נוצרים בין שני אטומים על ידי שילוב של אורביטלים אטומיים. ניתן לראות חפיפה ראש בראש בעת יצירת קשרי סיגמה. למשל באתאן כאשר שתי מולקולות הכלאיות sp3 שוות חופפות ליניארית, נוצר הקשר הסיגמא C-C. כמו כן, קשרי ה-C-H הסיגמא נוצרים על ידי חפיפה ליניארית בין מסלול אחד sp3 מסלול הכלאה מפחמן ואורביטל s ממימן. לקבוצות המחוברות רק על ידי קשר סיגמא יש את היכולת לעבור רוטציה סביב הקשר זה ביחס לזו. סיבוב זה מאפשר למולקולה להיות בעלת מבנים קונפורמציוניים שונים.
pi Bond
האות היוונית π משמשת לציון קשרי פי. זהו גם קשר כימי קוולנטי, שבדרך כלל נוצר בין אורביטלים p. כאשר שני אורביטלים p חופפים לרוחב נוצר קשר pi. כאשר חפיפה זו מתרחשת, שתי אונות של מסלול p מקיימות אינטראקציה עם שתי אונות של מסלול p אחר ונוצר מישור צמתים בין שני גרעיני אטום.כאשר ישנם קשרים מרובים בין אטומים, הקשר הראשון הוא קשר סיגמא והקשר השני והשלישי הם קשרי פי.
מה ההבדל בין Sigma Bond ל-pi Bond?
• קשרי סיגמא נוצרים על ידי חפיפה ראש בראש של אורביטלים, ואילו קשרי pi נוצרים על ידי חפיפה לרוחב.
• אג"ח סיגמא חזקות יותר מאג"ח פי.
• קשרי סיגמא יכולים להיווצר בין שני אורביטלים s ו-p ואילו קשרי pi נוצרים בעיקר בין אורביטלים p ו-d.
• הקשרים הקוולנטיים הבודדים בין אטומים הם קשרי סיגמה. כאשר ישנם קשרים מרובים בין אטומים, ניתן לראות קשרי pi.
• קשרי pi גורמים למולקולות בלתי רוויות.
• קשרי סיגמא מאפשרים סיבוב חופשי של אטומים ואילו קשרי פי מגבילים את הסיבוב החופשי.
