En chimie, que sont les obligations Sigma?
En chimie, les liaisons sigma (σ) sont des liaisons covalentes dans lesquelles la densité électronique est la plus fortement concentrée le long de l'axe internucléaire de deux noyaux. Dans presque tous les cas, les obligations sigma sont des obligations simples. Les liaisons sigma ne doivent pas être confondues avec les liaisons pi (π), qui sont généralement plus faibles et ne se produisent pas le long de l’axe internucléaire.
Les liaisons sigma se produisent le long de l'axe internucléaire de deux noyaux. L'axe internucléaire est la droite qui relie directement les noyaux de deux atomes différents. Une liaison sigma est formée lorsque la densité électronique est concentrée symétriquement autour de cet axe.
Une compréhension des orbitales atomiques est nécessaire pour comprendre les bases de la formation de liaisons sigma entre atomes. L'exemple le plus simple d'une liaison sigma peut être trouvé dans le chevauchement des orbitales s dans l'hydrogène (H2). Le chevauchement d’une orbitale s et d’une orbitale p peut également donner lieu à une liaison sigma, tout comme le chevauchement de deux orbitales p . Même le chevauchement d'une orbitale p et d'une orbitale hybride sp peut aboutir à une liaison sigma, à condition que la densité électronique soit concentrée autour de l'axe internucléaire des atomes.
Un bon exemple du chevauchement d’une orbitale s et d’une orbitale p peut être trouvé dans le chlorure d’hydrogène (HCl). Le brome diatomique (Br 2 ) forme une liaison sigma par le chevauchement de deux orbitales 4p . Dans le fluorure de béryllium chimique (BeF 2 ), les liaisons sont formées par le chevauchement des orbitales 2p dans le fluor avec les grands lobes des orbitales hybrides sp du béryllium.
Lorsque les orbitales p se chevauchent loin de l'axe internucléaire, une liaison pi est formée. Les liaisons Pi sont des liaisons covalentes qui ne sont généralement pas aussi fortes que les liaisons sigma. Ils sont le plus souvent associés à des doubles liaisons et des triples liaisons.
En règle générale, une double liaison consiste en une liaison sigma et une liaison pi et une triple liaison en une liaison sigma et deux liaisons pi. Comme les liaisons pi sont généralement plus faibles, les doubles liaisons seront plus fortes que les liaisons simples, mais la résistance totale sera inférieure à deux fois la résistance de la liaison simple. Un dispositif mnémonique commun utilisé par les étudiants pour se souvenir de l’association des liaisons sigma et pi à des liaisons simples et multiples est "sigma est singulier et pi est pluriel".
Le formaldéhyde chimique peut être utilisé à titre d'exemple pour montrer les deux types de liaisons présentes dans une seule molécule. Trois liaisons sigma existent dans le formaldéhyde; il y en a un entre les atomes de carbone et d'oxygène et un entre chaque atome d'hydrogène et le carbone. Une liaison pi existe également entre le carbone et l'oxygène mais, contrairement aux autres liaisons, elle ne se trouve pas sur l'axe internucléaire.