W chemii, czym są wiązania Sigma?
W chemii wiązania sigma (σ) są wiązaniami kowalencyjnymi, w których gęstość elektronów jest najbardziej skoncentrowana wzdłuż osi między jądrowej dwóch jąder. W prawie wszystkich przypadkach wiązania sigma są wiązaniami pojedynczymi. Wiązań Sigma nie należy mylić z wiązaniami pi (π), które są na ogół słabsze i nie występują wzdłuż osi między jądrowej.
Wiązania Sigma występują wzdłuż osi między jądrowej dwóch jąder. Oś międzyjądrowa jest linią prostą, która bezpośrednio łączy jądra dwóch różnych atomów. Wiązanie sigma powstaje, gdy gęstość elektronów koncentruje się symetrycznie wokół tej osi.
Zrozumienie orbitali atomowych jest konieczne, aby zrozumieć podstawy tworzenia wiązań sigma między atomami. Najprostszy przykład wiązania sigma można znaleźć w zakładce orbitali s w wodorze (H2). Zachodzenie się orbitalu s i p może również skutkować wiązaniem sigma, podobnie jak nakładanie się dwóch orbitali p . Nawet nakładanie się oczodołu i hybrydyzowanego oczodołu może skutkować wiązaniem sigma, o ile gęstość elektronów jest skoncentrowana wokół osi między jądrowej atomów.
Dobry przykład nakładania się orbitalu i orbitalu można znaleźć w chlorowodorze (HCl). Brom okrzemkowy (Br 2 ) tworzy wiązanie sigma poprzez zachodzenie na siebie dwóch orbitali 4p . W chemicznym fluorku berylu (BeF 2 ) wiązania powstają w wyniku nakładania się orbitali 2p we fluorze z dużymi płatami hybrydowych orbitali sp berylu.
Kiedy orbitale p zachodzą na siebie od osi między jądrowej, powstaje wiązanie pi. Obligacje pi są wiązaniami kowalencyjnymi, które na ogół nie są tak silne jak wiązania sigma. Najczęściej kojarzone są z wiązaniami podwójnymi i potrójnymi.
Zasadniczo wiązanie podwójne składa się z jednego wiązania sigma i jednego wiązania pi, a potrójne wiązanie składa się z jednego wiązania sigma i dwóch wiązań pi. Ponieważ wiązania pi są ogólnie słabsze, wiązania podwójne będą silniejsze niż pojedyncze wiązania, ale całkowita siła będzie mniejsza niż dwukrotność siły pojedynczego wiązania. Powszechnym urządzeniem mnemonicznym używanym przez studentów do zapamiętywania związku wiązań sigma i pi z wiązaniami pojedynczymi i wielokrotnymi jest „sigma jest liczbą pojedynczą, a pi jest liczbą mnogą”.
Chemiczny formaldehyd można zastosować jako przykład do pokazania obu rodzajów wiązań obecnych w pojedynczej cząsteczce. W formaldehydzie istnieją trzy wiązania sigma; jest jeden między atomami węgla i tlenu i jeden między każdym atomem wodoru i węglem. Wiązanie pi istnieje również między węglem a tlenem, ale w przeciwieństwie do innych wiązań, nie leży ono wzdłuż osi między jądrowej.