Vad är Sigma-bindningar inom kemi?
I kemi är sigma (σ) bindningar kovalenta bindningar i vilka elektrondensiteten är mest koncentrerad längs den internukleära axeln för två kärnor. I nästan alla fall är sigmaobligationer enstaka obligationer. Sigma-bindningar ska inte förväxlas med pi (π) -bindningar, som i allmänhet är svagare och inte förekommer längs den internukleära axeln.
Sigma-bindningar förekommer längs två kärnors internukleära axel. Den internukleära axeln är den raka linjen som direkt förbinder kärnorna i två olika atomer. En sigma-bindning bildas när elektrondensiteten koncentreras symmetriskt runt denna axel.
En förståelse av atomiska orbitaler är nödvändig för att förstå grunderna för hur sigmabindningar kan bildas mellan atomer. Det enklaste exemplet på en sigma-bindning finns i överlappningen av s- orbitalerna i väte (H2). Överlappningen av en s och en p- orbital kan också resultera i en sigma-bindning, liksom överlappningen av två p- orbitaler. Till och med överlappningen av en p- orbital och en hybridiserad sp- orbital kan resultera i en sigma-bindning, så länge som elektrondensiteten är koncentrerad runt atomenas internukleära axel.
Ett bra exempel på överlappningen av en s orbital och en p orbital finns i väteklorid (HCl). Diatomiskt brom (Br 2 ) bildar en sigma-bindning genom överlappningen av två 4p- orbitaler. I den kemiska berylliumfluoriden (BeF 2 ) bildas bindningarna genom överlappningen av 2p- orbitalerna i fluor med de stora flikarna i sp- hybridbanorna i beryllium.
När p- orbitaler överlappar bort från den internukleära axeln bildas en pi-bindning. Pi-obligationer är kovalenta obligationer som i allmänhet inte är lika starka som sigma-obligationer. De är oftast förknippade med dubbelbindningar och trippelbindningar.
Som en allmän regel består en dubbelbindning av en sigma-bindning och en pi-bindning och en trippelbindning består av en sigma-bindning och två pi-bindningar. Eftersom pi-obligationer generellt sett är svagare kommer dubbelbindningar att vara starkare än enkelbindningar, men den totala styrkan kommer att vara mindre än dubbelt så stor som den enskilda obligationen. En vanlig mnemonisk anordning som används av studenter för att komma ihåg sambandet mellan sigma och pi-bindningar till enstaka och flera bindningar är "sigma är singular och pi är plural."
Den kemiska formaldehyden kan användas som ett exempel för att visa båda typer av bindningar närvarande i en enda molekyl. Tre sigmabindningar finns i formaldehyd; det finns en mellan kol- och syreatomerna och en mellan varje väteatom och kolet. En pi-bindning finns också mellan kolet och syret men till skillnad från de andra bindningarna ligger den inte längs den interna kärnaxeln.