Czym są wiązania Sigma?

W chemii wiązania sigma (σ) są wiązaniami kowalencyjnymi, w których gęstość elektronów jest najlepiej skoncentrowana wzdłuż osi międzyjądrowej dwóch jąder. W prawie wszystkich przypadkach wiązania Sigma są pojedynczymi wiązaniami. Wiązań sigma nie należy mylić z wiązaniami PI (π), które są ogólnie słabsze i nie występują wzdłuż osi międzyjądrowej.

Wiązania sigma występują wzdłuż osi międzyjądrowej dwóch jąder. Oś międzyjądrowa to linia prosta, która bezpośrednio łączy jądro dwóch różnych atomów. Wiązanie sigma powstaje, gdy gęstość elektronów jest skoncentrowana symetrycznie wokół tej osi.

Zrozumienie orbitali atomowych jest konieczne, aby zrozumieć podstawy, w jaki sposób można tworzyć wiązania Sigma między atomami. Najprostszy przykład wiązania sigma można znaleźć w nakładaniu się orbitali s w wodorze (H _{2 ). Nakładanie się orbitalu s i p może również powodować wiązanie sigma, podobnie jak nakładanie się dwóch orbitali p . Nawet nakładkaP Orbitalu A P i hybrydyzowany sp może powodować wiązanie sigma, o ile gęstość elektronów jest skoncentrowana wokół osi międzyjądrowej atomów.}

Dobry przykład nakładania się orbity s i orbital p można znaleźć w chlorku wodoru (HCL). Brom dwuatomiczny (BR _{2 ) tworzy wiązanie sigma przez nakładanie się dwóch orbitali 4p . W chemicznym fluorku berylu (BEF 2 ) wiązania są tworzone przez nakładanie się orbitali 2p w fluorze z dużymi płatami hybrydowych orbitali hybrydowych beryllium.}

Gdy orbitale p pokrywają się od osi międzyjądrowej, powstaje wiązanie PI. Obligacje PI są wiązaniami kowalencyjnymi, które na ogół nie są tak silne jak wiązania Sigma. Są one najczęściej kojarzone z podwójnymi wiązaniami i potrójnymi wiązaniami.

Zasadniczo podwójna więź składa się z jednego sigma boND i jedna obligacja PI i potrójna obligacja składa się z jednej obligacji sigma i dwóch obligacji PI. Ponieważ wiązania PI są na ogół słabsze, podwójne wiązania będą silniejsze niż pojedyncze wiązania, ale całkowita siła będzie mniejsza niż dwa razy większa niż siła pojedynczego wiązania. Wspólne urządzenie mnemoniczne używane przez studentów do zapamiętywania stowarzyszenia wiązań Sigma i Pi z pojedynczymi i wieloma wiązaniami jest „Sigma jest liczba pojedyncza, a PI jest liczba mnoga.”

Formaldehyd chemiczny może być stosowany jako przykład w pokazywaniu obu rodzajów wiązań obecnych w jednej cząsteczce. W formaldehydzie istnieją trzy wiązania sigma; Istnieje jeden między atomami węgla i tlenu i jeden między każdym atomem wodoru a węglem. Wiązanie PI istnieje również między węglem a tlenem, ale w przeciwieństwie do innych wiązań, nie leży wzdłuż osi międzyjądrowej.