Hva er Sigma-obligasjoner i kjemi?

I kjemi er sigma (σ) bindinger kovalente bindinger der elektrontettheten er mest konsentrert langs den indre kjerneaksen til to kjerner. I nesten alle tilfeller er sigmaobligasjoner enkeltobligasjoner. Sigma-bindinger skal ikke forveksles med pi (π) bindinger, som generelt er svakere og ikke forekommer langs den internukleære aksen.

Sigma-bindinger forekommer langs den indre kjerneaksen til to kjerner. Den internukleære aksen er den rette linjen som direkte forbinder kjernen i to forskjellige atomer. En sigma-binding dannes når elektrontettheten konsentreres symmetrisk rundt denne aksen.

En forståelse av atombomber er nødvendig for å forstå det grunnleggende om hvordan sigmabindinger kan dannes mellom atomer. Det enkleste eksemplet på en sigma-binding finnes i overlappingen av s orbitaler i hydrogen (H2). Overlappingen av en s og en p- orbital kan også resultere i en sigma-binding, og det kan også overlappingen av to p- orbitaler. Til og med overlappingen av en p- orbital og en hybridisert sp- orbital kan resultere i en sigma-binding, så lenge elektron-tettheten er konsentrert rundt atomens indre kjerneakse.

Et godt eksempel på overlappingen av et s orbital og et p orbitalt finnes i hydrogenklorid (HCl). Diatomisk brom (Br ₂ ) danner en sigma-binding ved overlapping av to 4p- orbitaler. I det kjemiske berylliumfluoridet (BeF ₂ ) dannes bindingene ved overlapping av 2p- orbitalene i fluor med de store flikene til sp- hybrid-orbitalene i beryllium.

Når p- orbitaler overlapper hverandre fra den indre kjerneaksen, dannes en pi-binding. Pi-obligasjoner er kovalente obligasjoner som vanligvis ikke er like sterke som sigma-obligasjoner. De er ofte assosiert med dobbeltbindinger og trippelbindinger.

Som en generell regel består en dobbeltbinding av en sigma-binding og en pi-binding og en trippelbinding består av en sigma-binding og to pi-bindinger. Fordi pi-obligasjoner generelt er svakere, vil dobbeltobligasjoner være sterkere enn enkeltobligasjoner, men den totale styrken vil være mindre enn det dobbelte av styrken til enkeltbindingen. En vanlig mnemonisk enhet som brukes av studenter for å huske assosiasjonen av sigma og pi-bindinger til enkelt- og flere bindinger er "sigma er entall og pi er flertall."

Det kjemiske formaldehydet kan brukes som et eksempel for å vise begge typer bindinger til stede i et enkelt molekyl. Tre sigma-bindinger finnes i formaldehyd; det er en mellom karbon og oksygenatomer og en mellom hvert hydrogenatom og karbonet. En pi-binding eksisterer også mellom karbon og oksygen, men i motsetning til de andre bindingene, ligger den ikke langs den indre kjerneaksen.