Ligações sigma são ligações entre átomos dentro de moléculas formadas ao longo do eixo que liga os núcleos ligados dos átomos.
As moléculas se formam quando os átomos trocam ou compartilham elétrons através de ligações químicas. Existem essencialmente três tipos de títulos. Ligações iônicas, ligações metálicas e ligações covalentes. Nas ligações iônicas, os átomos simplesmente trocam um elétron para que um átomo fique carregado positivamente e outro carregado negativamente, fazendo com que sejam atraídos pela força eletromagnética. Nas ligações metálicas, os elétrons serão distribuídos uniformemente por toda a molécula, criando um mar de elétrons livres e delocalizados, envolvendo os íons de carga positiva atraídos pelos elétrons.
Nas ligações covalentes, os elétrons são compartilhados e a maneira como são compartilhados é através das nuvens de probabilidade dos elétrons e dos orbitais em que estão localizados, sobrepondo-se de uma maneira aproximadamente simétrica.
Orbitais são regiões ao redor de átomos associados a certos níveis de energia. Os elétrons nos orbitais mais distantes do núcleo terão mais energia do que os elétrons nos orbitais mais próximos do núcleo. Quando os orbitais de um átomo se sobrepõem aos orbitais de outro átomo, eles formam orbitais moleculares que permitem ligações moleculares que, é claro, permitem moléculas.
As ligações sigma são o primeiro tipo de ligação que se formará entre átomos. Dentro de uma ligação sigma, as nuvens de probabilidade de elétrons estarão ao longo do eixo que liga os núcleos dos átomos ligados. As ligações Sigma normalmente se formam quando s orbitais de átomos diferentes se sobrepõem para criar um vínculo. Eles sempre se formarão ao longo do eixo entre os dois núcleos, porque o s orbital é organizado em algo como uma esfera ao redor do núcleo.
Os elétrons que compõem a ligação sigma estarão dentro dos orbitais sigma e, portanto, estarão em algum lugar ao longo do eixo que liga os núcleos dos átomos ligados. A ligação sigma pode, no entanto, ser estável ou instável, dependendo de os elétrons estarem em um orbital de ligação sigma ou em um orbital anti-ligação.
Os orbitais de ligação sigma estarão no espaço entre os núcleos, enquanto os orbitais anti-ligação estarão ao longo do eixo que liga os núcleos, mas nos lados dos átomos opostos ao espaço entre eles. A ligação sigma será estável se houver mais elétrons nos orbitais de ligação e instável se houver mais nos orbitais de ligação, ou se houver um número igual de elétrons nos dois.
As ligações Pi são ligações entre átomos dentro de moléculas, onde os elétrons estão acima e abaixo do eixo que conecta os núcleos dos átomos unidos, mas não ao longo do eixo. Eles são o segundo tipo de ligação que se formará dentro de uma molécula após a ligação sigma.
A razão pela qual as ligações pi se formam acima e abaixo do eixo de ligação, mas não ao longo dele, é porque geralmente se formam a partir de orbitais sobrepostos, como p orbitais nos átomos ligados. Esses orbitais não possuem densidade de elétrons no núcleo. Como resultado, os elétrons que compõem as ligações pi que se formam a partir da sobreposição p orbitais sempre se agrupam em uma região que não é diretamente adjacente ao núcleo. As ligações Pi também podem se formar entre outros orbitais atômicos, como d orbitais com características em comum com p orbitais.
Quando p orbitais de átomos diferentes se sobrepõem, eles criam orbitais moleculares pi que permitem a formação de ligações pi. A ligação pode novamente ser estável ou instável, dependendo do orbital em que o elétron está localizado. A ligação pi permanecerá estável se houver mais elétrons nos orbitais de ligação pi. Será instável se houver mais nos orbitais anti-ligação ou se um número igual estiver nos dois.
As ligações sigma e pi são baseadas em orbitais moleculares específicos derivados da sobreposição de orbitais atômicos específicos, por exemplo, s orbitais no caso de ligações sigma e p orbitais no caso de ligações pi. Eles também podem ser estáveis ou instáveis, dependendo se os elétrons estão nos orbitais moleculares de ligação ou nos orbitais moleculares anti-ligação.
Apesar de suas semelhanças, existem diferenças importantes.
Ligação sigma | Ligação Pi |
Os orbitais atômicos se sobrepõem ao longo do eixo de ligação | Os orbitais atômicos se sobrepõem acima e abaixo do eixo de ligação |
Primeiras ligações a formar-se entre átomos dentro de moléculas | Segundas ligações para formar entre átomos dentro de moléculas |
Formado a partir de orbitais sobrepostos, como s orbitais | Formado a partir de orbitais sobrepostos, como p orbitais |
Orbitais sobrepostos perpendiculares aos das ligações pi | Orbitais sobrepostos perpendiculares aos das ligações sigma |
A ligação sigma é uma ligação entre átomos dentro de uma molécula que é formada frequentemente por s orbitais sobrepostos ao longo do eixo que liga os núcleos unidos. É o primeiro a se formar e sua estabilidade depende de como os elétrons são distribuídos nos orbitais de ligação sigma e anti-ligação. Ligações Pi são ligações moleculares formadas frequentemente a partir de sobreposição p orbitais de diferentes átomos. Os elétrons que compõem as ligações pi serão distribuídos acima e abaixo do eixo que conecta os núcleos dos átomos ligados, mas não ao longo do eixo. A estabilidade dessas ligações também depende dos orbitais pi de ligação e antibondagem. As ligações sigma serão as primeiras ligações a se formar dentro das moléculas, enquanto as ligações pi serão as segundas ligações a se formar. As ligações Pi também se formam a partir de orbitais atômicos que são orientados perpendicularmente aos que compõem as ligações sigma.