Почему в молекулах с кратными связями присутствует одна сигма-связь, а остальные являются пи-связями?

Молекулы с кратными связями имеют одну сигма-связь и остальные пи-связи по нескольким причинам. Давайте разберемся в этом подробнее.

Кратная связь образуется между двумя атомами, когда они делят пару электронов. В молекуле, содержащей кратную связь, одна пара электронов формирует сигма-связь, а остальные пары электронов формируют пи-связи.

Сигма-связь является первичной связью, образованной направленным наложением орбиталей атомов. Она обеспечивает сильное взаимодействие и обмен электронами между атомами. Сигма-связь образуется из наложения s-орбиталей и p-орбиталей, или двух s-орбиталей, или двух p-орбиталей.

Пи-связь, с другой стороны, формируется из наложения п-орбиталей, ориентированных перпендикулярно между связанными атомами. Пи-связь представляет собой слабое взаимодействие электронных облаков между двумя плоскими системами п-орбиталей.

В молекулах с кратными связями остальные связи являются пи-связями, потому что они образуются из наложения п-орбиталей. Пи-связи более длинные и слабые, чем сигма-связь, поэтому они могут обеспечивать большую степень свободы вращения вокруг связи. Более сложная структура пи-связи также обуславливает возможность возникновения двойной или тройной связей в молекуле.

Таким образом, наличие одной сигма-связи и остальных пи-связей в молекулах с кратными связями обусловлено различными типами наложения орбиталей и их энергетическими свойствами. Эта комбинация связей обеспечивает определенную структуру и свойства молекулы.