Was sind Sigma -Bindungen in der Chemie?

In der Chemie sind Sigma (σ) -Bindungen kovalente Bindungen, in denen die Elektronendichte entlang der internukleären Achse von zwei Kernen am stärksten konzentriert ist. In fast allen Fällen sind Sigma -Anleihen einzelne Anleihen. Sigma -Bindungen sind nicht mit PI (π) -Bindungen zu verwechseln, die im Allgemeinen schwächer sind und entlang der internukleären Achse nicht auftreten. Die internukleäre Achse ist die gerade Linie, die die Kerne von zwei verschiedenen Atomen direkt verbindet. Eine Sigma -Bindung wird gebildet, wenn die Elektronendichte symmetrisch um diese Achse konzentriert ist.

Ein Verständnis von Atomorbitalen ist notwendig, um die Grundlagen zu verstehen, wie Sigma -Bindungen zwischen Atomen gebildet werden können. Das einfachste Beispiel für eine Sigma -Bindung finden Sie in der Überlappung der s -Orbitale in Wasserstoff (H ₂ ). Die Überlappung eines s und eines p -Rorbital kann ebenso zu einer Sigma -Bindung führen, ebenso wie die Überlappung von zwei p Orbitalen. Sogar die Overlap von a p Orbital und einem hybridisierten sp Orbital können zu einer Sigma -Bindung führen, solange die Elektronendichte um die internukleäre Achse der Atome konzentriert ist.

Ein gutes Beispiel für die Überlappung eines s Orbitals und ein p Orbital kann in Wasserstoffchlorid (HCL) gefunden werden. Diatom -Brom (Br ₂ ) bildet eine Sigma -Bindung durch die Überlappung von zwei 4p Orbitalen. Im chemischen Berylliumfluorid (BEF ₂ ) werden die Bindungen durch die Überlappung der 2p -Orbitale in Fluor mit den großen Lappen der sp Hybridorbitale von Beryllium gebildet.

Wenn p Orbitale von der internuklearen Achse weglappen, wird eine PI -Bindung gebildet. PI -Bindungen sind kovalente Bindungen, die im Allgemeinen nicht so stark sind wie Sigma -Bindungen. Sie sind am häufigsten mit Doppelbindungen und Dreifachbindungen verbunden.

In der Regel besteht eine Doppelbindung aus einem Sigma BoND und eine PI -Anleihe und eine dreifache Bindung besteht aus einer Sigma -Bindung und zwei PI -Anleihen. Da PI -Bindungen im Allgemeinen schwächer sind, sind die Doppelbindungen stärker als einzelne Bindungen, aber die Gesamtfestigkeit wird weniger als die doppelte Stärke der einzelnen Bindung sein. Ein gemeinsames mnemonisches Gerät, das von den Schülern verwendet wird, um sich an die Assoziation von Sigma und PI -Bindungen zu Einzel- und Mehrfachbindungen zu erinnern, lautet: "Sigma ist Singular und Pi ist plural."

Das chemische Formaldehyd kann als Beispiel verwendet werden, um beide Arten von Bindungen in einem einzelnen Molekül zu zeigen. In Formaldehyd existieren drei Sigma -Bindungen; Es gibt einen zwischen Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen und einem zwischen jedem Wasserstoffatom und dem Kohlenstoff. Eine PI -Bindung besteht auch zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff, aber im Gegensatz zu den anderen Bindungen liegt sie nicht entlang der internuklearen Achse.