Co je to Sigma Bonds v chemii?

V chemii jsou sigma (σ) vazby kovalentními vazbami, ve kterých je hustota elektronů nejsilněji koncentrována podél internuclear osy dvou jader. Téměř ve všech případech jsou sigma dluhopisy jednoduché. Sigma vazby se nesmí zaměňovat s pi (π) vazbami, které jsou obecně slabší a nevyskytují se podél internuclear osy.

Sigma vazby se vyskytují podél internuclear osy dvou jader. Internuclear osa je přímka, která přímo spojuje jádra dvou různých atomů. Sigma vazba se vytvoří, když je hustota elektronů soustředěna symetricky kolem této osy.

Porozumění atomovým orbitálům je nezbytné k pochopení základů toho, jak lze mezi atomy vytvářet sigma vazby. Nejjednodušší příklad sigma vazby lze nalézt v překrývání orbitálů ve vodíku (H2). Překrývání or a or může také vést k sigma svazku, stejně jako překrývání dvou orbitálů. Dokonce i překrývání orbitálu a hybridizovaného sp orbitálu může vést k sigma vazbě, pokud je hustota elektronů soustředěna kolem internukleární osy atomů.

Dobrý příklad překrývání orbitálu a orbitálu lze nalézt v chlorovodíku (HCl). Brómový atom křemíku (Br2) tvoří sigma vazbu překrýváním dvou 4p orbitálů. V chemickém fluoridu berylia (BeF ₂ ) jsou vazby tvořeny překrýváním orbitálů 2p ve fluoru s velkými laloky sp hybridních orbitálů berylia.

Když se orbitaly překrývají od internuclear osy, vytvoří se pi vazba. Pi vazby jsou kovalentní vazby, které obecně nejsou tak silné jako vazby sigma. Nejčastěji jsou spojeny s dvojnými a trojnými vazbami.

Obecně platí, že dvojná vazba sestává z jedné sigma vazby a jedné pí vazby a trojitá vazba sestává z jedné sigma vazby a dvou pí vazeb. Protože vazby pi jsou obecně slabší, dvojné vazby budou silnější než jednoduché vazby, ale celková síla bude menší než dvojnásobná síla jednoduché vazby. Běžným mnemotechnickým zařízením, které studenti používají k zapamatování asociace vazeb sigma a pí k jednoduchým a vícenásobným vazbám, je „sigma je singulární a pí je množné číslo“.

Chemický formaldehyd může být použit jako příklad pro ukázání obou druhů vazeb přítomných v jedné molekule. Ve formaldehydu existují tři sigma vazby; jeden je mezi atomy uhlíku a kyslíku a jeden mezi každým atomem vodíku a atomem uhlíku. Pi vazba také existuje mezi uhlíkem a kyslíkem, ale na rozdíl od ostatních vazeb neleží podél internuclear osy.