主な相違点 – シグマ結合とπ結合
シグマ結合とπ結合は、共有結合や3個または2個の原子を持つ分子の特徴を表すのに使われます。
これらの結合は、結合に関与する2つの原子の不完全なs軌道とp軌道が重なり合うことによって形成される。
したがって、このモデルはオーバーラップモデルと呼ばれることが多い。
このモデルは主に小さな原子の結合形成を説明するために適用され、大きな分子の結合を説明するためには適用できない。
シグマ結合とπ結合の主な違いは、2つの軌道の軸方向の重なりがシグマ結合を形成し、2つの軌道の横方向の重なりがπ結合を形成することである。
この記事では
- シグマ結合とは
– 定義、特徴、性質 - パイ結合とは
– 定義、特徴、性質 - シグマボンドとパイボンドの違いについて
参考
シグマボンドとは
2つの原子の原子軌道が同軸上または直線上に重なることでシグマ結合が形成されます。
単結合、二重結合、三重結合に見られる主要な結合です。
ただし、2つの原子の間に存在するシグマ結合は1つだけです。
シグマ結合は原子軌道の重なりが最大であるため、π結合よりも強い。
また、結合軸に沿った単一の電子雲を含んでいます。
シグマ結合は共有結合を形成する際に最初に形成される結合です。
π結合とは異なり、混成軌道と非混成軌道の両方がシグマ結合を形成する。
＃パイボンドとは
パイ結合は、原子軌道の横方向または平行方向の重なりによって形成されます。
重なり合う範囲が最小であるため、シグマ結合よりも弱い結合です。
また、π結合はシグマ結合が形成された後に形成されます。
したがって、これらの結合は常にシグマ結合と一緒に存在する。
π結合はハイブリッド化されていないp-p原子軌道が重なり合うことで形成される。
シグマ結合とは異なり、π結合は分子の形状に影響を与えない。
単結合はシグマ結合です。
しかし、二重結合と三重結合は、シグマ結合とともに、それぞれ1個と2個のπ結合を持つ。
シグマボンドとパイボンドの違い
ボンドを形成する
シグマ結合：原子の半分の原子軌道が軸方向に重なることによって形成される。
Pi結合：原子の半分の原子軌道が横方向に重なることによって形成される。
オーバーラップする軌道
シグマ結合：シグマ結合の場合、重なり合う軌道は、2つのハイブリッド軌道、1つのハイブリッド軌道と1つの純軌道、または2つの純軌道のいずれか。
π結合：π結合では、重なり合う軌道は常に2つの純粋な（すなわちハイブリッドでない）軌道です。
存在
シグマ結合：シグマ結合は単独で存在する。
Pi Bond：シグマ結合と同時に常に存在する。
2つの炭素原子の回転
シグマ結合：シグマ結合は自由な回転を可能にする。
Pi結合：Pi結合により自由な回転が制限される。
ボンド強度
シグマ結合：シグマ結合はパイ結合より強い。
円周率結合：円周率結合は、シグマ結合より強くない。
ボンド形成順序
シグマ結合：原子が近づくとシグマ結合が先に形成される。
π結合：π結合の形成がシグマ結合の形成に先行する。
社債の数
シグマ結合：2つの原子の間には1つだけシグマ結合があります。
π結合: 2つの原子の間にπ結合が2つあることがあります。
多原子分子の幾何学的制御
シグマ結合：シグマ結合のみが多原子分子の幾何学的制御に関与している。
Pi結合：Pi結合は多原子分子の幾何学的制御に関与していない。
二重結合の結合数
シグマ結合: 二重結合の中にシグマ結合は1つだけある。
π結合: 二重結合の中にπ結合が1つだけある。
三重結合の結合数
シグマ結合: 三重結合の中にシグマ結合が1つある。
π結合: 三重結合の中にπ結合が2つある。
電荷の対称性
シグマ結合：シグマ結合は結合軸を中心とした円筒形の電荷対称性を持つ。
Pi結合：Pi結合には対称性がない。
反応性
シグマ結合：シグマ結合は反応性が高い。
Pi結合：Pi結合は反応性が低い。
形状決定
シグマ結合：分子の形はシグマ結合で決まる。
π結合：分子の形状はπ結合では決まらない。
概要
シグマ結合とπ結合は、2つの原子軌道が重なることによって形成される2種類の結合です。
2つの原子が軸方向に重なるとシグマ結合になり、2つの原子の軌道が横方向に重なるとシグマ結合になる。
これがシグマ結合とπ結合の重要な違いです。
シグマ結合は常に最初に形成され、π結合よりも強い。
単結合は常にシグマ結合であるが、二重結合と三重結合はシグマ結合の他にそれぞれ1個と2個のπ結合を持つ。
