Link Sigma como é formulado, características e exemplos

O ligação sigma (representado como σ) é uma ligação covalente, que é caracterizada pelo compartilhamento de dois elétrons que ocorre entre um par de átomos para formar essa ligação. Além disso, esta é uma classe de ligação simples, na qual ambos os átomos são aderidos por dois elétrons formando uma única união.

Quando dois ou mais átomos são combinados para dar origem a novos compostos moleculares, estes são unidos por meio de dois tipos de ligações: a iônica e a covalente, cuja estrutura depende de como os elétrons são compartilhados entre os dois átomos envolvidos nesse acoplamento.

A conexão gerada através dos elétrons é realizada graças à sobreposição dos orbitais que pertencem a cada átomo (em suas extremidades), entendendo como orbitais os espaços onde o elétron tem maior probabilidade de estar localizado no átomo e que são definidos por a densidade eletrônica.

Índice

• 1 Como é formado?
  • 1.1 Formação de ligações sigma em diferentes espécies químicas
• 2 características
• 3 exemplos
• 4 referências

Como se forma?

Normalmente, sabe-se que a ligação simples entre dois átomos é equivalente a um único link do tipo sigma.

Além disso, essas ligações se originam devido à sobreposição ou sobreposição de um modo frontal que ocorre entre as extremidades dos orbitais atômicos de dois átomos diferentes.

Estes átomos cujos orbitais se sobrepõem devem estar em posições adjacentes entre si, de modo que os elétrons individuais pertencentes a cada orbital atômico possam formar uma união efetiva e assim formar a ligação.

Daí surge o fato de que a distribuição eletrônica que se manifesta ou a localização da densidade dos elétrons de cada superposição, tem uma simetria de forma cilíndrica em torno do eixo que ocorre entre as duas espécies atômicas ligadas.

Neste caso, o orbital chamado sigma pode ser expresso mais facilmente em termos de ligações intramoleculares que são formadas dentro das moléculas diatômicas, observando que também existem vários tipos de ligações sigma.

Os tipos de ligação sigma mais comumente observados são: d_z²+ d_z², s + p_zp_z+ p_z e s + s; onde o subscrito z representa o eixo constituído pelo vínculo formado e cada letra (s, pe d) corresponde a um orbital.

Formação de ligações sigma em diferentes espécies químicas

Quando falamos de orbitais moleculares, nos referimos às regiões que acumulam a maior densidade eletrônica quando uma ligação desse tipo é formada entre moléculas diferentes, obtidas por meio da combinação de orbitais atômicos.

Do ponto de vista da mecânica quântica, estudos inferiram que orbitais do tipo molecular que exibem comportamento simetricamente igual são realmente combinados em misturas (hibridizações).

No entanto, a transcendência dessa combinação de orbitais está intimamente relacionada às energias relativas manifestadas pelos orbitais do tipo molecular que são simetricamente semelhantes.

No caso de moléculas orgânicas, espécies cíclicas consistindo de uma ou mais estruturas em anel são freqüentemente observadas, as quais são freqüentemente constituídas por um grande número de ligações do tipo sigma em conjunção com ligações do tipo pi (ligações múltiplas).

De fato, usando cálculos matemáticos simples, é possível determinar o número de ligações sigma presentes em uma espécie molecular.

Existem também casos de compostos de coordenação (com metais de transição), que combinam múltiplas ligações com diferentes tipos de interações de ligação, bem como moléculas compostas de diferentes tipos de átomos (poliatômicos).

Características

As ligações sigma têm características únicas que claramente as diferenciam de outros tipos de ligações covalentes (pi-binding), dentre as quais o fato de esse tipo de ligação ser o mais forte entre as ligações químicas da classe covalente.

Isso ocorre porque a sobreposição entre os orbitais ocorre diretamente, coaxial (ou linearmente) e frontalmente; isto é, uma sobreposição máxima entre os orbitais é obtida.

Além disso, a distribuição eletrônica nessas junções é concentrada principalmente entre os núcleos das espécies atômicas que são combinadas.

Esta sobreposição de orbitais sigma ocorre de três maneiras possíveis: entre um par de orbitais puros (s-s), entre um orbital puro e um tipo híbrido (s-sp) ou entre um par de orbitais híbridos (sp³- sp³).

A hibridização ocorre graças à mistura de orbitais de origem atômica de diferentes classes, conseguindo que o orbital híbrido resultante dependa da quantidade de cada um dos tipos de orbitais de partida pura (por exemplo, sp³ = um orbital puro s + três orbitais p-tipo puro).

Além disso, a ligação sigma pode existir de forma independente, além de admitir o movimento de rotação livremente entre um par de átomos.

Exemplos

Como a ligação covalente é o tipo mais comum de união entre os átomos, a ligação sigma é encontrada em um grande número de espécies químicas, como pode ser visto abaixo.

Em moléculas de gás diatômico - como o hidrogênio (H₂), oxigênio (O₂) e azoto (N₂) - diferentes tipos de ligações podem ser apresentados dependendo da hibridização dos átomos.

No caso do hidrogênio, existe uma única ligação sigma ligando ambos os átomos (H-H), porque cada átomo contribui com seu único elétron.

Por outro lado, no oxigênio molecular, ambos os átomos são ligados por uma ligação dupla (O = O) - isto é, uma ligação sigma - e um pi, deixando cada átomo com três pares de elétrons remanescentes emparelhados.

Em contraste, cada átomo de nitrogênio tem cinco elétrons em seu nível mais externo de energia (escudo de valência), então eles são unidos por uma ligação tripla (N≡N), o que implica a presença de uma ligação sigma e duas ligações pi e par de elétrons emparelhados em cada átomo.

Da mesma forma, ocorre em compostos do tipo cíclico com ligações simples ou múltiplas e em todos os tipos de moléculas cuja estrutura é constituída por ligações covalentes.

Referências

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2. Chang, R. (2007). Química, nona edição. México: McGraw-Hill.
3. ThoughtCo. (s.f.) Sigma Bond Química Definição. Retirado de thoughtco.com
4. Britannica, E. (s.f.). Ligação Sigma. Obtido de britannica.com
5. LibreTexts. (s.f.) Sigma e Pi Bonds. Retirado de chem.libretexts.org
6. Srivastava, A. K. (2008). Química Orgânica Simples. Recuperado de books.google.co.ve