Существуют два типа ковалентной связи: сигма- и пи-связи. сигма-связью называется одинарная ковалентная связь, образованная при перекрывании АО по прямой (оси), соединяющей ядра двух связываемых атомов с максимумом перекрывания на этой прямой. сигма-связь может возникать при перекрывании любых (s-, р-гибридных) АО. У органогенов (углерод, азот, кислород, сера) в образовании сигма-связей могут принимать участие гибридные орбитали, обеспечивающие более эффективное перекрывание. Кроме осевого возможен еще один вид перекрывания - боковое перекрывание р-АО, приводящее к образованию пи-связи. пи-связью называется связь, образованная при боковом перекрывании негибридизованных р-АО с максимумом перекрывания по обе стороны от прямой, соединяющей ядра атомов. Часто встречающиеся в органических соединениях кратные связи являются сочетанием сигма- и пи-связей; двойная - одной сигма- и одной пи-, тройная - одной сигма- и двух пи-связей.

Энергия связи - это энергия, выделяющаяся при образовании связи или необходимая для разъединения двух связанных атомов. Она служит мерой прочности связи: чем больше энергия, тем связь прочнее.

Длина связи - это расстояние между центрами связанных атомов. Двойная связь короче одинарной, а тройная - короче двойной. Для связей между атомами углерода, находящихся в разном состоянии гибридизации, характерна общая закономерность: с увеличением доли s-орбитали в гибридной орбитали уменьшается длина связи. Например, в ряду соединений пропан СН3-СН2-СН3, пропен СН3-СН=СН2, пропин СН3-С-=СН длина связи СН3-С соответственно равна 0,154, 0,150 и 0,146 нм.

В химии широко используется представление о гибридных орбиталях атома углерода и других элементов. Понятие о гибридизации как способе описания перестройки орбиталей необходимо в тех случаях, когда число неспаренных электронов в основном состоянии атома меньше числа образуемых связей. Постулируется, что различные атомные орбитали, имеющие близкие значения уровня энергии, взаимодействуют между собой, образуя гибридные орбитали с одинаковой формой и энергией. Гибридные орбитали за счет большего перекрывания образуют более прочные связи по сравнению с негибридизованными орбиталями.

Тип гибридизации определяет направленность гибридных АО в пространстве и, следовательно, геометрию молекул. В зависимости от числа вступивших в гибридизацию орбиталей атом углерода может находиться в одном из трех состояний гибридизации. sp3-Гибридизация. В результате sp3-гибридизации атом углерода из основного состояния 1s2-2s2-2р2 за счет перемещения электрона с 2s- на 2р-орбиталь переходит в возбужденное состояние 1s2-2s1-2р3. При смешении четырех внешних АО возбужденного атома углерода (одной 2s- и трех 2р-орбиталей) возникают четыре равноценные sр-гибридные орбитали. Они имеют форму объемной восьмерки, одна из лопастей которой значительно больше другой. Вследствие взаимного отталкивания sp3-гибридные АО направлены в пространстве к вершинам тетраэдра и углы между ними равны 109,5° (наиболее выгодное расположение). Каждая гибридная орбиталь в атоме заполняется одним электроном. Атом углерода в состоянии sр3-гибридизации имеет электронную конфигурацию 1s2(2sр3)4.

Такое состояние гибридизации характерно для атомов углерода в насыщенных углеводородах (алканах) и соответственно в алкильных радикалах их производных. sp2-Гибридизация. В результате sp2-гибридизации за счет смешения одной 2s- и двух 2р-АО возбужденного атома углерода образуются три равноценные sp2-гибридные орбитали, располагающиеся в одной плоскости под углом 120’. Негибридизованная 2р-АО находится в перпендикулярной плоскости. Атом углерода в состоянии sр2-гибридизации имеет электронную конфигурацию 1s2-(2sр2)3-2р1. Такой атом углерода характерен для ненасыщенных углеводородов (алкенов), а также некоторых функциональных групп, например карбонильной, карбоксильной и др. sр-Гибридизация. В результате sр-гибридизации за счет смешения одной 2s- и одной 2р-орбиталей возбужденного атома углерода образуются две равноценные sр-гибридные АО, расположенные линейно под углом 180°. Оставшиеся негибридизованными две 2р-АО располагаются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Атом углерода в состоянии sр-гибридизации имеет электронную конфигурацию 1s2-(2sр)2-2p2. Такой атом встречается в соединениях, имеющих тройную связь, например в алкинах, нитрилах. В гибридизованном состоянии могут находиться и атомы других элементов. Например, атом азота в ионе аммония NH4+ и соответственно алкиламмония RNН3+ находится в состоянии sр3-гибридизации; в пирроле и пиридине - sр2-гибридизаыии; в нитрилах - sр-гибридизации.



(σ- и π-связи)

ковалентные химические связи, характеризующиеся определенней, но различной пространственной симметрией распределения электронной плотности. Как известно, ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов взаимодействующих атомов. Результирующее электронное облако σ-связи симметрично относительно линии связи, т. е. линии, соединяющей ядра взаимодействующих атомов. Простые связи в химических соединениях обычно являются (т-связями (см. Простая связь). Электронное облако π-связи симметрично относительно плоскости, проходящей через линию связи (рис. 1 , б), причём в этой плоскости (называемой узловой) электронная плотность равна нулю. Употребление греческих букв σ и π связано с соответствием их латинским буквам s и р в обозначении электронов атома, при участии которых впервые появляется возможность для образования σ- и π-связей соответственно. Поскольку облака атомных р -орбиталей (p x , р у , p z ) симметричны относительно соответствующих осей декартовых координат (х , у , z), то, если одна р -орбиталь, например p z , принимает участие в образовании σ-связи (ось z - линия связи), две оставшиеся р -орбитали (p x , p y ) могут принять участие в образовании двух π-связей (их узловые плоскости будут yz и xz соответственно; см. рис. 2 ). В образовании σ и π-связей могут принять участие также d - (см. рис. 1 ) и f -электроны атома.

Если между атомами в молекуле возникают одновременно как σ- , так и π-связи, то результирующая связь является кратной (см. Кратные связи, Двойная связь, Тройная связь, а также Валентность).

Лит.: Пиментел Г., Спратли Р., Как квантовая механика объясняет химическую связь, пер. с англ., М., 1973; Шусторович Е. М., Химическая связь, М., 1973.

Е. М. Шусторович.

Рис. 1. Схематическое изображение пространственной ориентации орбиталей при образовании σ-связи в результате s - s-, s - p σ- , p σ - p σ -взаимодействий (а) и π-связи в результате p π - , p π - , d π - d π - взаимодействий (б).

Рис. 2. Схематическое изображение облаков p x -, р у -, p z - электронов. Показаны оси декартовых координат и узловые плоскости p x - и р у -орбиталей.

• - Группа образовалась осенью 1997 г. Состав очень часто менялся и устоялся только к 1999 г. В сегодняшний состав вошли: организатор группы Михаил "Майк" , Андрей "Кот" , Катя, Алексей, Максим и Лена...

  Малая энциклопедия русского рока

• - Буква греческого алфавита; заглавная изображается как Σ, строчная – как σ. В экономической литературе она используется различным образом...

  Экономический словарь

• - "..."предоставление доступа к услугам связи, оказываемым другим оператором связи" - обеспечение одним оператором связи возможности получения его абонентом услуг связи, оказываемых другим оператором связи;.....

  Официальная терминология

• - греч. буква Г, о. В математике символ часто употребляют для обозначения суммы...

  Естествознание. Энциклопедический словарь

• - "..."зона обслуживания сети местной телефонной связи оператора связи" - совокупность зон обслуживания всех узлов связи сети местной телефонной связи одного и того же оператора связи;.....

  Официальная терминология

• - ".....

  Официальная терминология

• - "...Линия связи ГТС - конструктивно законченная совокупность линейных сооружений городской телефонной сети, образующая физические цепи для передачи сигналов электросвязи.....

  Официальная терминология

• - ковалентные химические связи, характеризующиеся определенней, но различной пространственной симметрией распределения электронной плотности...

  Большая Советская энциклопедия

• - греческая буква?, ?. В математике символ? часто употребляют для обозначения суммы...

  Большой энциклопедический словарь

• - ; мн. си/гмы, Р....

  Орфографический словарь русского языка

• - си́гма ж. Название буквы греческого алфавита...

  Толковый словарь Ефремовой

• - с"...

  Русский орфографический словарь

• - 1) 18-я буква греческого алфавита, соответствует звуку с; 2) у древних римлян ложе для пиров, имевшее форму греческой буквы сигмы; 3) в мат. - греч. сигма употр. для обозначения суммы и как знак интеграла...

  Словарь иностранных слов русского языка

• - ...

  Формы слова

• - сумма,...

  Словарь синонимов

• - 1) 18-я буква греческого алфавита; σ΄ – "200"; ¸σ – "200000"; 2) в математике: Σ – сумма...

  Словарь лингвистических терминов Т.В. Жеребило

"Сигма- и пи-связи" в книгах

Глава третья «Сигма» САМ-4 («Сумма»)

Из книги Авиаконструктор А. С. Москалёв. К 95-летию со дня рождения автора Гагин Владимир Владимирович

Глава третья «Сигма» САМ-4 («Сумма») Экспериментальный истребитель- перехватчик для около и сверхзвуковых скоростей полетаПериод 1933-1936 годов был для меня богат многими интересными событиями. Прежде всего, проведена большая научно-исследовательская работа совместно с

Тренировал сборные Чехии и Австрии, чехословацкие клубы «Сигма», «ФК Простейов», «Брно», «Жилина», «Витковице», чешские клубы «Сигма» и «Петра», словацкий клуб «Интер» (Братислава)

Из книги 100 великих футбольных тренеров автора Малов Владимир Игоревич

Тренировал сборные Чехии и Австрии, чехословацкие клубы «Сигма», «ФК Простейов», «Брно», «Жилина», «Витковице», чешские клубы «Сигма» и «Петра», словацкий клуб «Интер»

2. Договорные связи и гегемонические связи

Из книги Человеческая деятельность. Трактат по экономической теории автора Мизес Людвиг фон

2. Договорные связи и гегемонические связи Существует два вида общественного сотрудничества: сотрудничество посредством договоров и координации и сотрудничество посредством команд и подчинения, или гегемонии. Там, где сотрудничество основано на договоре,

0. Заморочка 2-тильда-наба-штрих-интеграл-сигма-зет-в-степени-кубический-корень-из-е-в-степени-икс-котангенс-три-четверти-пи-омикрон-на-дельта-икс-по-замкнутому-контуру-разделить-на-цэ-квадрат.

Из книги Верховный пилотаж автора Воробьев Кирилл Борисович

0. Заморочка 2-тильда-наба-штрих-интеграл-сигма-зет-в-степени-кубический-корень-из-е-в-степени-икс-котангенс-три-четверти-пи-омикрон-на-дельта-икс-по-замкнутому-контуру-разделить-на-цэ-квадрат. Съемки пилотажа.Сильнее всего хочется чего? Правильно, того, чего думаешь, что

Из книги Реформа в Красной Армии Документы и материалы 1923-1928 гг. [Книга 1] автора Коллектив авторов

№112 Доклад инспектора войск связи РККА Н.М. Синявского Инспектору РККА С.С. Каменеву «О пересмотре структуры и штатов окружных инспекций связи»

Из книги Реформа в Красной Армии Документы и материалы 1923-1928 гг. т 1 автора

№112 Доклад инспектора войск связи РККА Н.М. Синявского Инспектору РККА С.С. Каменеву «О пересмотре структуры и штатов окружных инспекций связи» №6207830 ноября 1925 г.СекретноI. Состояние войск связи (в дополнение к докладу моему от 16 ноября за № 62062).На основании результатов

САМ-7 «Сигма»

Из книги Авиация Красной армии автора Козырев Михаил Егорович

САМ-7 «Сигма» Самолет САМ-7 «Сигма» А.С. Москалева представлял собой бесхвостый истребитель сопровождения, впервые построенный в Советском Союзе. Законченная в 1934 г. опытная машина оснащалась двигателем М-34Р, крыло было стреловидным и имело небольшое удлинение. На концах

СИГМА PУ

Из книги Русский рок. Малая энциклопедия автора Бушуева Светлана

СИГМА PУ Группа образовалась осенью 1997 г. Состав очень часто менялся и устоялся только к 1999 г. В сегодняшний состав вошли: организатор группы Михаил «Майк» (ритм-гитара, тексты, музыка), Андрей «Кот» (соло-гитара), Катя (клавиши), Алексей (барабаны, «Семь Один»), Максим

Сигма- и пи-связи

БСЭ

Сигма-функции

Из книги Большая Советская Энциклопедия (СИ) автора БСЭ

III. Порядок присоединения сетей связи телерадиовещания и их взаимодействия с сетью связи телерадиовещания оператора сети связи телерадиовещания, занимающего существенное положение

Из книги Комментарий к правилам оказания услуг связи автора Сухарева Наталия Владимировна

III. Порядок присоединения сетей связи телерадиовещания и их взаимодействия с сетью связи телерадиовещания оператора сети связи телерадиовещания, занимающего существенное положение Комментарий к пункту 14Реестр ведется по форме, установленной Мининформсвязи .

43. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с истечением срокадавности

автора Автор неизвестен

43. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с истечением срокадавности Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим (ст. 76 УК РФ) допускается в отношении лица, впервые совершившего

45. Освобождение от наказания в связи с изменением обстановки и в связи с болезнью. Амнистия и помилование

Из книги Уголовное право (Общая и Особенная части): Шпаргалка автора Автор неизвестен

45. Освобождение от наказания в связи с изменением обстановки и в связи с болезнью. Амнистия и помилование 1. Освобождение от наказания в связи с изменением обстановки (ст. 80.1 УК РФ) допускается в отношении лица, впервые совершившего преступление небольшой или средней

93. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с изменением обстановки

Из книги Уголовное право. Шпаргалки автора Петренко Андрей Витальевич

93. Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим и в связи с изменением обстановки Освобождение от уголовной ответственности в связи с примирением с потерпевшим по законодательству, действовавшему до введения в действие УК 1996 г.,

7.5. Разбор конкретной ситуации «Проведение совещания в компании „Сигма“

Из книги Организационное поведение: Практикум автора Громова Ольга

7.5. Разбор конкретной ситуации «Проведение совещания в компании „Сигма“ Цель.Отработка навыков анализа организационной культуры на конкретном примере. Задание.Ознакомьтесь с приведенной ниже ситуацией и ответьте на следующие вопросы.1. Как вы оцениваете уровень

В молекуле этилена каждый атом углерода образует по три σ-связи с двумя атомами водорода и другим атомом углерода. В молекуле этилена C2H4 одна p-орбиталь остается негибридизованной для образования p-связи.

Считалось, что сигма-связь образуется за счёт перекрывания вытянутых гибридных орбиталей (рис.1), а Пи-связь образуется за счёт перекрывания p-орбиталей (рис.2). Основная характеристика сигма-связи (длина и прочность) зависит от электронной конфигурации атомов, образующих сигма-связь.

При образовании ковалентной связи в молекулах органических соединений общая электронная пара заселяет связывающие молекулярные орбитали, имеющие более низкую энергию. В зависимости от формы МО – σ-МО или π-МО – образующиеся связи относят к σ- или p-типу.

Сигма- и пи-связи (s- и p-связи), ковалентные химические связи, характеризующиеся определенней, но различной пространственной симметрией распределения электронной плотности. Как известно, ковалентная связь образуется в результате обобществления электронов взаимодействующих атомов. Результирующее электронное облако s-связи симметрично относительно линии связи, т. е. линии, соединяющей ядра взаимодействующих атомов.

Гибридные орбитали образуют σ-связи. Вторая и третья электронные пары не могут находиться в той же области пространства. Такой тип перекрывания называют p-связью. Образование p-связи у атомов элементов второго периода происходит только при перекрывании двух p-электронных облаков. В органической химии принято использовать для описания связей модель гибридизации.

В этом случае атомы углерода имеют sp-гибридизацию. Две гибридизованные орбитали располагаются, максимально не мешая друг другу, на одной прямой. Атомы в молекуле ацетилена расположены на одной прямой. Рис. 6. Атомы углерода находятся в состоянии sp-гибридизации. На уроке вы получили представление о теме «Геометрия молекул с кратными связями».

Были систематизированы знания о зависимости пространственной конфигурации молекул от типа гибридизации атомных орбиталей. Связь, образованную электронами, орбитали которых дают наибольшее перекрывание по обе стороны от линии, соединяющей центры атомов, называют пи-связью.

Поскольку электронные облака (кроме х-облака) направлены в пространстве, химические связи, образованные с их участием, также пространственно направлены. Так называемые насыщенные, или предельные, углеводороды содержат ординарные или сигма-связи между углеродными атомами. Они составляют гомологический ряд общей формулы С На +2. где п - число углеродных атомов, входящих в состав данной молекулы.

Очевидно, в молекуле метана имеется четыре сг-связи (см. рис. 20). Соединяющиеся атомы не могут образовать между собой больше одной а-связи. Под насыщаемостью связи понимают способность образовывать строго определённое количество ковалентных связей. Однако экспериментально доказано, что в молекуле метана все связи С – Н равноценны и направлены к вершинам правильного тетраэдра под углом 109˚28`.

2 – гибридизация: происходит смешение одной sи двух pорбиталей. Образуются три одинаковые гибридные орбитали, они расположены относительно друг друга под углом 120˚, лежат в одной плоскости и стремятся к вершинам треугольника.

Раздел 3. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

На форму молекулы в пространстве влияет направленность только σ – связей. Решение. Нахождение степеней окисления в органических соединениях имеет свою специфику. В частности, необходимо отдельно находить степени окисления для каждого атома углерода. По связи С-Н происходит смещение электронной плотности в сторону атома углерода (т. к. электроотрицательность углерода превосходит ЭО водорода).

Все ресурсы Коллекции предназначены только для некоммерческого использования в системе образования Российской Федерации. Валентные электроны атома углерода располагаются на одной 2s-орбитали и двух 2р-орбиталях. Для понимания природы трех вариантов расположения связей атома углерода понадобились представления о трех типах гибридизации. Концепция гибридизации объясняет, каким образом атом углерода видоизменяет свои орбитали при образовании соединений.

Учебно-методическое пособие по органической химии

При этом надо иметь в виду, что расчленение процесса гибридизации на стадии или этапы есть, на самом деле, не более чем мысленный прием, позволяющий более логично и доступно изложить концепцию. На рисунке слева показана электронная конфигурация атома углерода. В результате первого шага, который называют возбуждением или промотированием, один из двух 2s-электронов перемещается на свободную 2р-орбиталь.

Здесь надстрочный индекс 3 обозначает не число электронов, занимающих орбитали, а число р-орбиталей, принявших участие в гибридизации. Гибридные орбитали направлены к вершинам тетраэдра, в центре которого находится атом углерода. На каждой sp3-гибридной орбитали находится по одному электрону. Эти электроны и участвуют на третьем этапе в образовании связей с четырьмя атомами водорода, образуя валентные углы 109,5°.

Образование плоских молекул с валентными углами 120° показано на рисунке ниже. Здесь, как и в случае sp3-гибридизации, первый шаг - возбуждение. Одна p-рорбиталь остается негибридизованной и располагается перпендикулярно плоскости sр2–гибридных орбиталей.

Если атомы в молекуле связаны только простыми (одинарными) связями, то это – σ-связи. В образовании связей могут участвовать вакантные (не содержащие электронов) орбитали.

Представления о механизме образования химической связи на примере молекулы водорода распространяются и на другие молекулы. Теория химической связи, созданная на этой основе, получила название метода валентных связей (МВС) .

Основные положения:

1) ковалентная связь образуется в результате перекрывания двух электронных облаков с противоположно направленными спинами, причем образованное общее электронное облако принадлежит двум атомам;

2) ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака. Степень перекрывания электронных облаков зависит от их размеров и плотности;

3) образование молекулы сопровождается сжатием электронных облаков и уменьшением размеров молекулы по сравнению с размерами атомов;

4) в образовании связи принимают участие s- и p-электроны внешнего энергетического уровня и d-электроны предвнешнего энергетического уровня.

В молекуле хлора каждый его атом имеет завершенный внешний уровень из восьми электронов s 2 p 6 , причем два из них (электронная пара) в одинаковой степени принадлежит обоим атомам. Перекрывание электронных облаков при образовании молекулы показано на рисунке

Схема образования химической связи в молекулах хлора Cl 2 (а) и хлороводорода HCl (б)

Химическая связь, для которой линия, соединяющая атомные ядра, является осью симметрии связывающего электронного облака, называется сигма (σ)-связью . Она возникает при «лобовом» перекрывании атомных орбиталей. Связи при перекрывании s-s-орбиталей в молекуле Н 2 ; р-р-орбиталей в молекуле Cl 2 и s-p-орбиталей в молекуле НСl являются сигма связями. Возможно «боковое» перекрывание атомных орбиталей. При перекрывании р-электронных облаков, ориентированных перпендикулярно оси связи, т.е. по оси у- и z-осям, образуются две области перекрывания, расположенные по обе стороны от этой оси.

Такая ковалентная связь называется пи (p)-связью . Перекрывание электронных облаков при образовании π-связи меньше. Кроме того, области перекрывания лежат дальше от ядер, чем при образовании σ-связи. Вследствие этих причин π-связь обладает меньшей прочностью по сравнению с σ-связью. Поэтому энергия двойной связи меньше удвоенной энергии одинарной связи, которая всегда является σ-связью. Кроме того, σ-связь имеет осевую, цилиндрическую симметрию и представляет собой тело вращения вокруг линии, соединяющей атомные ядра. π-Связь, наоборот, не обладает цилиндрической симметрией.

Одинарная связь всегда является чистой или гибридной σ-связью. Двойная же связь состоит из одной σ- и одной π-связей, расположенных перпендикулярно друг относительно друга. σ-Связь прочнее π-связи. В соединениях с кратными связями обязательно присутствует одна σ-связь и одна или две π-связи.