Sigma hole interactions
کیمسٹری میں، سگما ہول تعاملات (یا σ-سوراخ تعاملات) بین سالماتی قوتوں کا ایک خاندان ہے جو انووں کی کئی کلاسوں کے درمیان واقع ہو سکتا ہے اور مثبت طور پر چارج شدہ سائٹ کے درمیان توانائی سے مستحکم تعامل سے پیدا ہوتا ہے، جسے سگما ہول کہا جاتا ہے، اور ایک منفی طور پر چارج شدہ سائٹ، عام طور پر ایک تنہا جوڑا، مختلف ایٹموں پر جو ایک دوسرے سے باہمی طور پر بندھے نہیں ہوتے ہیں۔ یہ تعاملات عام طور پر بنیادی طور پر منتشر اور الیکٹروسٹیٹک چارج کی منتقلی کے ذریعے معقول بنائے جاتے ہیں، اور ان کی خصوصیت ایک مضبوط دشاتمک ترجیح ہوتی ہے جو انہیں ان ایپلی کیشنز میں مفید بناتی ہے جن میں سپرمولیکولر کیمسٹری پر کنٹرول مطلوبہ ہوتا ہے۔ تعامل کی سالماتی بنیاد سگما ہول تعامل کی بنیاد مختلف ایٹموں پر مثبت طور پر چارج شدہ سائٹ (سگما ہول) اور منفی طور پر چارج شدہ سائٹ (لون جوڑی) کے درمیان توانائی سے مستحکم تعامل ہے۔ مثبت جگہ سگما سوراخ کی میزبانی کرنے والے ایٹم اور پڑوسی ایٹم کے درمیان کوولینٹ سگما بانڈ کے ذریعے پیدا ہوتی ہے۔ بانڈ کی موجودگی کے نتیجے میں میزبان ایٹم کے ارد گرد الیکٹران کی کثافت کو مسخ کیا جاتا ہے، جس میں کثافت ایٹم کے ارد گرد مساوی طور پر (بانڈ کے حوالے سے) بڑھتی ہے لیکن بانڈ کی توسیع کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ اس میکانزم کے ذریعے، مثبت الیکٹروسٹیٹک صلاحیت کا ایک خطہ، جسے سگما ہول کہا جاتا ہے، سگما بانڈ والے ایٹم کی سطح پر مقامی کیا جا سکتا ہے۔ یہ سگما سوراخ پھر منفی الیکٹروسٹیٹک صلاحیت سے وابستہ تنہا جوڑے کے ساتھ الیکٹروسٹیٹک تعاملات میں مشغول ہوسکتا ہے۔ اوپر بیان کردہ الیکٹروسٹیٹک تعامل کے علاوہ، منتشر قوتوں کے بارے میں بھی خیال کیا جاتا ہے کہ وہ مجموعی تعامل میں ایک کردار ادا کرتی ہیں۔ مطالعات میں الیکٹروسٹیٹک اور منتشر شراکتوں کو شدت میں تقریبا موازنہ کرنے کے لیے پایا گیا ہے، اور غالب شراکت دار کے لیے نظام سے نظام میں مختلف ہوتا ہے۔ متبادل طور پر، سگما ہول جوڑی تعاملات کو مالیکیولر آربیٹلز کے اختلاط کے لحاظ سے تصور کیا جا سکتا ہے۔ بانڈ سے وابستہ قبضہ شدہ سگما بانڈنگ آربیٹل ایٹم کے مخالف چہرے پر پڑے ہوئے ایک متعلقہ غیر قبضہ شدہ سگما اینٹی بانڈنگ آربیٹل کو جنم دے گا۔ اکیلے جوڑے سے وابستہ اینٹی بانڈنگ آربیٹل اور قبضہ شدہ آربیٹل کے درمیان اختلاط کے نتیجے میں توانائی سے مستحکم ہونے کی توقع کی جائے گی۔ کئی ایٹم، بشمول وہ جو نسبتا برقی منفی ہیں (جیسے کلورین، آکسیجن، اور یہاں تک کہ فلورائن) سگما ہول جوڑی کے تعاملات میں مثبت مقامات کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ جوابی طور پر، یہ اس وقت بھی ہو سکتا ہے جب مثبت جگہ کے طور پر کام کرنے والے ایٹم میں مجموعی طور پر منفی جزوی چارج ہو۔ اس ظاہری تضاد کا حل سگما بانڈ کی موجودگی سے متعارف ہونے والے الیکٹران کلاؤڈ میں انیسوٹروپی میں مضمر ہے۔ اگر الیکٹرانک چارج نیوکلئس کے ارد گرد یکساں طور پر تقسیم نہیں ہوتا ہے، تو الیکٹران کی کمی کے علاقے میں سگما بانڈ کے برعکس مثبت جزوی چارج تیار ہونا ممکن رہتا ہے۔ یہ جزوی مثبت چارج جوہری سطح کے زیادہ الیکٹران سے بھرپور علاقوں سے وابستہ بڑی شدت کے جزوی منفی چارج کے ساتھ ساتھ موجود ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں مجموعی طور پر منفی جزوی چارج ہوتا ہے۔ خصوصیات کی سمت سگما ہول تعاملات لکیریٹی کے لیے مضبوط ترجیح ظاہر کرتے ہیں۔ نظریاتی مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ تعامل سب سے زیادہ مستحکم ہوتا ہے جب منفی سائٹ سگما سوراخ کو جنم دینے والے بانڈ کے ساتھ کالینیئر ہوتی ہے۔ جیسے جیسے اس بانڈ اور سگما ہول کے تعامل کے درمیان زاویہ کم ہوتا جاتا ہے، تعامل کی طاقت عام طور پر تیزی سے کم ہوتی پائی جاتی ہے۔ یہ دریافت اس مفروضے سے مطابقت رکھتی ہے کہ سگما سوراخ الیکٹرانک انیسوٹروپی سے پیدا ہوتا ہے۔ ایسے معاملات ہیں جن میں تعامل کا زاویہ 180° سے کچھ مختلف ہوتا ہے-ان معاملات میں، اضافی بین سالماتی تعاملات کا اثر مجموعی جیومیٹری کے تعین میں شامل ہوتا ہے۔ کولمب کے قانون کے مطابق طاقت، سگما ہول کے تعامل سے وابستہ توانائی بخش استحکام اور سگما ہول اور لون پیئر سائٹس سے وابستہ الیکٹروسٹیٹک پوٹینشلز کے پروڈکٹ کے درمیان بہت مضبوط تعلق ہے۔ لہذا، وہ عوامل جو سگما سوراخ کی الیکٹروسٹیٹک صلاحیت کو بڑھاتے ہیں اور تنہا جوڑے کی الیکٹروسٹیٹک صلاحیت کو کم کرتے ہیں اس کے نتیجے میں مضبوط تعاملات ہوتے ہیں۔ سگما سوراخ کی الیکٹروسٹیٹک صلاحیت میں حصہ ڈالنے والے اہم ساختی عوامل میزبان ایٹم کی الیکٹرو نیگیٹیویٹی، میزبان ایٹم کی پولرائزیشن، اور میزبان ایٹم سے منسلک گروپ کے کردار کو عطیہ کرنے یا واپس لینے والے الیکٹران ہیں، جن میں کم الیکٹرو نیگیٹیو اور زیادہ پولرائز ایبل میزبان ایٹم سب سے زیادہ الیکٹروسٹیٹک صلاحیت سے وابستہ زیادہ الیکٹران واپس لینے والے گروپوں سے جڑے ہوتے ہیں۔ نیچے دیا گیا جدول مختلف زاویوں پر تین منتخب سگما ہول تعاملات کی کمپیوٹیڈ طاقت (کے سی ایل/مول میں) کو ظاہر کرتا ہے۔ کسی بھی زاویے پر، یہ مشاہدہ کیا جا سکتا ہے کہ تعامل اس وقت زیادہ مضبوط ہوتا ہے جب سگما سوراخ کی میزبانی کرنے والا برومین ایٹم ایک مضبوط الیکٹران واپس لینے والے سائانو گروپ سے جڑا ہوتا ہے اس کے مقابلے میں جب یہ ایٹم ٹرائیفلوورومیتھائل گروپ سے جڑا ہوتا ہے، جو صرف اعتدال پسند الیکٹران واپس لے رہا ہوتا ہے۔ دوسری طرف، تعامل اس وقت زیادہ مضبوط ہوتا ہے جب امونیا کا مالیکیول تنہا جوڑا فراہم کرتا ہے، کیونکہ اس سائٹ سے وابستہ الیکٹروسٹیٹک صلاحیت ہائیڈروجن سائینائیڈ پر متعلقہ سائٹ سے زیادہ منفی ہوتی ہے۔ تمام صورتوں میں، تعامل زیادہ لکیری زاویوں پر مضبوط ہو جاتا ہے۔ استحکام اگرچہ سگما ہول جوڑی کے تعامل کی تشکیل توانائی کے استحکام سے وابستہ ہے، لیکن یہ عمل اکثر تھرموڈینامک طور پر ناپسندیدہ ہوتا ہے کیونکہ توانائی کے استحکام کو اکثر نظام کی اینٹروپی میں کمی سے پورا کیا جاتا ہے۔ یہ دکھایا گیا ہے کہ تعاملات سے وابستہ متحرک اور اینٹروپک تبدیلیوں کے درمیان ایک اینتھالپی-اینٹروپی معاوضہ تعلق موجود ہے، جس میں زیادہ مستحکم تعاملات کے نتیجے میں بڑی اینٹروپی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ تاہم، سگما ہول تعامل کی تشکیل سے وابستہ اینٹروپی میں کمی کو ایک محدود قدر تک پہنچنے کے لیے دکھایا گیا ہے کیونکہ عمل کی توانا پسندی میں اضافہ ہوتا ہے، اور اس طرح بہت توانائی سے مستحکم تعاملات تھرموڈینامک طور پر پسند کیے جاتے ہیں۔ ایسے اضافی عوامل ہیں جو مائع اور ٹھوس مراحل میں تھرموڈینامک استحکام میں معاون ہیں، جنہیں گیس مرحلے کے تعاملات کی طرح آسانی سے ماڈل نہیں بنایا جا سکتا۔ اس طرح، مائع یا ٹھوس مرحلے میں دی گئی سگما ہول تعامل کی موافقیت ضروری نہیں کہ گیس مرحلے کے مساوی ہو۔ جیومیٹری اور کمپن سپیکٹرم سگما ہول تعاملات کے ذریعے تعامل کرنے والے ایٹم اکثر ان کے وین ڈیر والز ریڈیائی کے مجموعے سے زیادہ قریب ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سگما ہول تعاملات اکثر کوولینٹ بانڈ کی لمبائی اور کمپن پھیلانے کی تعدد میں ہونے والی تبدیلیوں سے بھی وابستہ ہوتے ہیں جو سگما ہول کو جنم دیتے ہیں۔ تعامل میں مشغول نظام پر منحصر ہے، یا تو "بلیو شفٹ"، جس میں بانڈ سکڑتا ہے اور کمپن کھینچنے کی تعدد میں اضافہ ہوتا ہے، یا "ریڈ شفٹ"، جس میں بانڈ لمبا ہوتا ہے اور کمپن کھینچنے کی تعدد کم ہوتی ہے، ممکن ہے۔ ان اثرات کی حد تعامل کی طاقت سے متعلق ہے، مضبوط تعاملات کے ساتھ تعاملی ایٹموں اور مضبوط سرخ شفٹوں کے درمیان کم بین جوہری فاصلے پیدا کرنے کا رجحان ہے۔ دائرہ کار سگما ہول فارملزم کا اطلاق مثبت اور منفی طور پر چارج شدہ مقامات کے درمیان الیکٹروسٹیٹک اور منتشر کشش پر مشتمل تعاملات کی ایک وسیع رینج پر کیا گیا ہے۔ ان تعاملات کو عام طور پر ایٹم کی شناخت کے مطابق درجہ بند کیا جاتا ہے جو مثبت طور پر چارج شدہ جگہ کی میزبانی کرتا ہے۔ تعامل کی اقسام جنہیں سگما ہول تعامل کے ذیلی طبقات کے طور پر وسیع پیمانے پر قبول کیا جاتا ہے ان میں ٹیٹرل بانڈنگ (جس میں گروپ IV کے ایٹم پر سگما ہول رہتا ہے)، پنکٹوجن بانڈنگ (گروپ V)، چالکوجن بانڈنگ (گروپ VI)، اور ہیلوجن بانڈنگ (گروپ VII) شامل ہیں۔ یہ کچھ بحث کا موضوع بنی ہوئی ہے کہ آیا ہائیڈروجن بانڈنگ کو سگما ہول تعامل کے طور پر بہترین درجہ بندی کیا گیا ہے، جس میں سگما ہول ہائیڈروجن ایٹم پر واقع ہے، یا تعاملات کی ایک الگ کلاس کے طور پر۔ اگرچہ ہائیڈروجن بانڈ اور گروپ IV-VII کے سگما ہول تعاملات دونوں لکیری کی طرف دشاتمک ترجیحات کا مظاہرہ کرتے ہیں، لیکن ہائیڈروجن بانڈ کی مثالی 180° زاویہ سے انحراف کرنے کی صلاحیت بہت زیادہ ہے۔ دوسری طرف، یہ استدلال کیا گیا ہے کہ دونوں تعاملات کا تعین کرنے والا بنیادی طریقہ کار ایک جیسا ہے، اور واقفیت کی ترجیح میں مشاہدہ کردہ فرق کو سگما سوراخوں کی شکل میں فرق سے منسوب کیا جا سکتا ہے۔ سگما ہول تعاملات کی ایپلی کیشنز مختلف شعبوں میں استعمال ہوتی ہیں۔ مستحکم اور مضبوطی سے دشاتمک بین سالماتی تعاملات کو متاثر کرنے کی صلاحیت جسے معمولی ساختی متبادلات کے ذریعے آسانی سے ٹیون کیا جا سکتا ہے ان تعاملات کا فائدہ اٹھانا خاص طور پر ان شعبوں میں اہمیت رکھتا ہے جن میں سپرمولیکولر تنظیم پر کنٹرول مطلوب ہے۔ اس طرح، سگما ہول تعاملات کو کرسٹل انجینئرنگ کے میدان میں سیلف اسمبلی کے لیے مالیکیولر بلڈنگ بلاکس کو ڈیزائن کرنے، مائع کرسٹل کی خصوصیات کو بہتر بنانے اور مقناطیسی مواد کو ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ حوالہ جات ویکیپیڈیا اسٹوڈنٹ پروگرام کیمیائی بانڈنگ سپرمولیکولر کیمسٹری مالیکیولر بائیولوجی