Kas ir Sigma Bonds ķīmijā?

Sigmas saites rodas pa divu kodolu starpkodolu asi. Starpkodolu ass ir taisna līnija, kas tieši savieno divu dažādu atomu kodolus. Sigmas saite veidojas, kad elektronu blīvums ir simetriski koncentrēts ap šo asi.

Izpratne par atomu orbitālēm ir nepieciešama, lai saprastu pamatus, kā starp atomiem var veidot sigma saites. Vienkāršākais sigmas saites piemērs ir ūdeņraža (H2) s orbitāļu pārklāšanās. Arī s un ap orbitāļu pārklāšanās var izraisīt sigmas saiti, tāpat kā divu p orbitāļu pārklāšanās. Pat ap orbitāles un hibridizētas sp orbitāles pārklāšanās var izraisīt sigmas saiti, ja vien elektronu blīvums ir koncentrēts ap atomu starpkodolu asi.

Labs s orbitāles un ap orbitāles pārklāšanās piemērs ir ūdeņraža hlorīds (HCl). Divatomiskais broms (Br2) veido sigma saiti, pārklājoties divām 4p orbitālēm. Ķīmiskajā berilija fluorīdā (BeF2) saites veidojas, fluora 2p orbitālēm pārklājoties ar berilija sp hibrīda orbitāļu lielajām daivām.

Kad p orbitāles pārklājas prom no starpkodolu ass, veidojas pi saite. Pi saites ir kovalentās saites, kas parasti nav tik spēcīgas kā sigma saites. Tās visbiežāk ir saistītas ar dubultsaitēm un trīskāršām saitēm.

Parasti dubultā saite sastāv no vienas sigma saites un vienas pi saites, un trīskāršā saite sastāv no vienas sigma saites un divām pi saitēm. Tā kā pi saites parasti ir vājākas, dubultās saites būs stiprākas nekā atsevišķas saites, bet kopējais stiprums būs mazāks par divreiz lielāku par vienotās saites stiprumu. Izplatīta mnemoniska ierīce, ko skolēni izmanto, lai atcerētos sigma un pi saišu saistību ar vienvietīgām un vairākām saitēm, ir “sigma ir vienskaitlis un pi ir daudzskaitlis”.

Ķīmisko formaldehīdu var izmantot kā piemēru, lai parādītu abu veidu saites, kas atrodas vienā molekulā. Formaldehīdā ir trīs sigma saites; ir viens starp oglekļa un skābekļa atomiem un viens starp katru ūdeņraža atomu un oglekļa atomu. Pi saite pastāv arī starp oglekli un skābekli, bet atšķirībā no citām saitēm tā neatrodas gar starpkodolu asi.