The ikatan sigma (diwakili sebagai σ) adalah jenis ikatan kovalen, yang mempunyai ciri-ciri perkongsian dua elektron yang berlaku antara sepasang atom kepada bentuk kata bon. Di samping itu, ini adalah sejenis ikatan tunggal, di mana kedua-dua atom dilampirkan oleh dua elektron untuk membentuk ikatan tunggal.
Apabila dua atau lebih atom digabungkan untuk menghasilkan sebatian molekul baru, mereka bergabung dengan dua jenis ikatan: ionik dan kovalen, yang strukturnya bergantung pada bagaimana elektron dibahagi antara dua atom yang terlibat dalam gandingan ini.
Sambungan yang dihasilkan melalui elektron dilakukan berkat pertindihan orbital yang dimiliki oleh setiap atom (di hujungnya), memahami sebagai orbital ruang di mana kemungkinan besar untuk mengesan elektron dalam atom dan yang ditentukan oleh ketumpatan elektron.
Bagaimana ia terbentuk?
Biasanya, ikatan tunggal antara dua atom diketahui setara dengan ikatan seperti sigma tunggal.
Begitu juga, ikatan ini berasal kerana superposisi atau tumpang tindih dengan cara frontal yang berlaku di antara hujung orbit atom dua atom yang berbeza.
Atom-atom ini yang orbitnya bertindih mesti saling berdekatan sehingga elektron individu yang tergolong dalam setiap orbit atom dapat mengikat dengan berkesan dan membentuk ikatan.
Ini adalah sumber fakta bahawa pengedaran elektronik yang memanifestasikan dirinya atau lokasi ketumpatan elektron dari setiap superposisi mempunyai simetri silinder di sekitar paksi yang berlaku di antara dua spesies atom yang dihubungkan.
Dalam kes ini, orbital sigma yang disebut lebih mudah dinyatakan dalam bentuk ikatan intramolekul yang terbentuk di dalam molekul diatomik, dengan memperhatikan bahawa terdapat juga beberapa jenis ikatan sigma.
Jenis ikatan sigma yang paling kerap diperhatikan adalah: d z 2 + d z 2 , s + p z , p z + p z, dan s + s; di mana subskrip z mewakili paksi yang dibentuk oleh ikatan yang terbentuk dan setiap huruf (s, p dan d) sepadan dengan orbit.
Pembentukan ikatan sigma dalam spesies kimia yang berbeza
Apabila kita bercakap mengenai orbital molekul, kita merujuk kepada kawasan yang mengumpulkan ketumpatan elektron tertinggi apabila ikatan jenis ini terbentuk di antara molekul yang berlainan, yang diperoleh melalui gabungan orbital atom.
Dari sudut pandang mekanik kuantum, kajian telah menyimpulkan bahawa orbital jenis molekul yang menunjukkan tingkah laku yang sama simetris sebenarnya digabungkan dalam campuran (hibridisasi).
Walau bagaimanapun, kepentingan gabungan orbital ini berkait rapat dengan tenaga relatif yang ditunjukkan oleh orbital jenis molekul yang serupa secara simetri.
Dalam kes molekul organik, spesies siklik yang terdiri daripada satu atau lebih struktur cincin sering diperhatikan, yang sering dibentuk oleh sebilangan besar ikatan jenis sigma bersamaan dengan ikatan jenis-pi (ikatan berganda).
Sebenarnya, dengan menggunakan pengiraan matematik yang mudah, adalah mungkin untuk menentukan bilangan ikatan sigma yang terdapat pada spesies molekul.
Terdapat juga kes sebatian koordinasi (dengan logam peralihan), di mana pelbagai ikatan digabungkan dengan pelbagai jenis interaksi ikatan, serta molekul yang terdiri daripada pelbagai jenis atom (polyatomik).
ciri
Ikatan Sigma mempunyai ciri unik yang jelas membezakannya daripada jenis ikatan kovalen lain (ikatan pi), di antaranya adalah kenyataan bahawa ikatan jenis ini adalah yang paling kuat di antara ikatan kimia kelas kovalen.
Ini kerana pertindihan antara orbital berlaku secara langsung, sepaksi (atau linear) dan frontal; iaitu, pertindihan maksimum antara orbital diperoleh.
Selain itu, pengedaran elektronik di persimpangan ini tertumpu terutamanya di antara inti spesies atom yang digabungkan.
Pertindihan orbital sigma ini berlaku dalam tiga cara yang mungkin: antara sepasang orbital tulen, antara orbital tulen dan jenis hibrid (s-sp) atau antara sepasang orbital jenis hibrid (sp 3 - sp 3 ).
Hibridisasi berlaku berkat campuran orbital asal atom yang berlainan kelas, memperoleh bahawa orbital hibrid yang dihasilkan bergantung pada jumlah setiap jenis orbital tulen permulaan (contohnya, sp 3 = orbital s + tulen tiga orbital jenis p tulen).
Sebagai tambahan kepada ini, ikatan sigma dapat wujud secara bebas, serta memungkinkan pergerakan putaran bebas antara sepasang atom.
Contoh
Oleh kerana ikatan kovalen adalah jenis ikatan antara atom yang paling biasa, ikatan sigma terdapat dalam sebilangan besar spesies kimia, seperti yang dapat dilihat di bawah.
Dalam molekul gas diatomik - seperti hidrogen (H 2 ), oksigen (O 2 ) dan nitrogen (N 2 ) - pelbagai jenis ikatan boleh berlaku bergantung pada hibridisasi atom.
Dalam kes hidrogen, terdapat ikatan sigma tunggal yang bergabung dengan kedua atom (H - H), kerana setiap atom menyumbang satu-satunya elektronnya.
Sebaliknya, dalam oksigen molekul kedua-dua atom dihubungkan oleh ikatan berganda (O = O) -itu adalah ikatan sigma- dan ikatan pi, meninggalkan setiap atom dengan tiga pasang elektron yang tersisa berpasangan.
Sebaliknya, setiap atom nitrogen mempunyai lima elektron dalam tahap tenaga terluarnya (shell valens), jadi mereka bergabung dengan ikatan tiga (N≡N), yang menunjukkan adanya ikatan sigma dan dua ikatan pi dan sepasang elektron berpasangan dalam setiap atom.
Dengan cara yang sama, ia berlaku pada sebatian jenis siklik dengan ikatan tunggal atau berganda dan dalam semua jenis molekul yang strukturnya terdiri daripada ikatan kovalen.
Rujukan
- Wikipedia. (sf). Ikatan Sigma. Dipulihkan dari en.wikipedia.org
- Chang, R. (2007). Kimia, edisi kesembilan. Mexico: McGraw-Hill.
- PemikiranCo. (sf). Definisi Kimia Ikatan Sigma. Dipulihkan dari thinkco.com
- Britannica, E. (nd). Ikatan Sigma. Diperolehi dari britannica.com
- Teks Libre. (sf). Ikatan Sigma dan Pi. Dipulihkan dari chem.libretexts.org
- Srivastava, AK (2008). Kimia Organik Dipermudahkan. Dipulihkan dari books.google.co.ve