Сигма-связь

Сигма-связь (σ-связь) — ковалентная связь, образующаяся перекрыванием электронных облаков «по осевой линии», соединяющей ядра атомов. Характеризуется осевой симметрией.

Рис. 1: Сигма-связь

Рис. 2: Пи-связь

Концепцию сигма- и пи-связей сформулировал дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг в 30-х годах прошлого века^[1]. Идея включала гибридизацию атомных орбиталей, рассчитанную с помощью простых алгебраических действий.

Считалось, что сигма-связь образуется за счёт перекрывания вытянутых гибридных орбиталей (рис. 1), а пи-связь образуется за счёт перекрывания p-орбиталей (рис. 2).

Однако сам Л. Полинг не был удовлетворён описанием сигма- и пи-связей. На симпозиуме по теоретической органической химии, посвящённом памяти А. Кекуле (Лондон, сентябрь 1958 года), он раскритиковал и отказался от σ, π — описаний и предложил теорию изогнутой химической связи^[2]. Последняя теория чётко учитывала физический смысл ковалентной химической связи.

Основная характеристика сигма-связи (длина и прочность) зависит от электронной конфигурации атомов, образующих сигма-связь. Характеристика сигма-связи^[3]:

Молекула	Электронная конфигурация атома	Орбитальный радиус атома, Å	Длина связи, Å	Энергия разрыва связи, кДж/моль
H2	------ 1S1	0,53	0,74	436
Li2	[He] 2S1	1,57	2,67	102
Na2	[Ne] 3S1	1,715	3,08	73
K2	[Ar] 4S1	2,09	3,92	57
Rb2	[Kr] 5S1	2,22	4,10	49
Cs2	[Xe] 6S1	2,35	4,30	42

Чем больше электронное экранирование ядра атома, тем удалённее от ядра единственный валентный электрон электронной оболочки атома, тем больше длина сигма-связи и меньше её прочность.