Wat zijn Sigma-banden in de chemie?

In de chemie zijn sigma (σ) bindingen covalente bindingen waarin de elektronendichtheid het sterkst geconcentreerd is langs de internucleaire as van twee kernen. In bijna alle gevallen zijn sigma-obligaties afzonderlijke obligaties. Sigma-bindingen moeten niet worden verward met pi (π) -bindingen, die over het algemeen zwakker zijn en niet voorkomen langs de interne kernas.

Sigmabindingen komen voor langs de internucleaire as van twee kernen. De interne kernas is de rechte lijn die de kernen van twee verschillende atomen rechtstreeks verbindt. Een sigma-binding wordt gevormd wanneer de elektronendichtheid symmetrisch rond deze as wordt geconcentreerd.

Een begrip van atomaire orbitalen is noodzakelijk om de basis te begrijpen van hoe sigmabindingen tussen atomen kunnen worden gevormd. Het eenvoudigste voorbeeld van een sigma-binding is te vinden in de overlapping van de s- orbitalen in waterstof (H2). De overlapping van een s en een p orbitaal kan ook resulteren in een sigma-binding, net als de overlapping van twee p orbitalen. Zelfs de overlapping van een orbitaal en een gehybridiseerd orbitaal kan resulteren in een sigma-binding, zolang de elektronendichtheid geconcentreerd is rond de interne kernas van de atomen.

Een goed voorbeeld van de overlapping van een s orbitaal en een orbitaal kan worden gevonden in waterstofchloride (HCl). Diatome broom (Br2) vormt een sigma-binding door de overlapping van twee 4p orbitalen. In het chemische berylliumfluoride (BeF ₂ ) worden de bindingen gevormd door de overlapping van de 2p orbitalen in fluor met de grote lobben van de sp hybride orbitalen van beryllium.

Wanneer p orbitalen elkaar overlappen vanaf de internucleaire as, wordt een pi-binding gevormd. Pi-bindingen zijn covalente bindingen die over het algemeen niet zo sterk zijn als sigma-bindingen. Ze worden meestal geassocieerd met dubbele en drievoudige obligaties.

Als algemene regel bestaat een dubbele binding uit een sigma-binding en een pi-binding en een drievoudige binding bestaat uit een sigma-binding en twee pi-obligaties. Omdat pi-bindingen over het algemeen zwakker zijn, zullen dubbele bindingen sterker zijn dan enkele bindingen, maar de totale sterkte zal minder zijn dan twee keer de sterkte van de enkele binding. Een veelgebruikt geheugensteuntje dat door studenten wordt gebruikt om de associatie van sigma- en pi-bindingen met enkele en meerdere bindingen te herinneren is "sigma is enkelvoud en pi is meervoud."

Het chemische formaldehyde kan worden gebruikt als een voorbeeld voor het weergeven van beide soorten bindingen aanwezig in een enkel molecuul. Er bestaan ​​drie sigma-bindingen in formaldehyde; er is er een tussen de koolstof- en zuurstofatomen en een tussen elk waterstofatoom en de koolstof. Er bestaat ook een pi-binding tussen de koolstof en de zuurstof, maar in tegenstelling tot de andere bindingen ligt deze niet langs de interne kernas.