Ligação sigma

Quando um átomo de um elemento realiza uma ligação química com outro átomo, ambos adquirem estabilidade eletrônica (atingem a teoria do octeto, por exemplo). Essa teoria diz que, para um átomo tornar-se estável, ele deve atingir dois (como o hélio) ou oito elétrons (os outros gases nobres) na camada de valência.

Uma das ligações químicas que ocorrem entre os átomos é a chamada ligação covalente, na qual temos o compartilhamento de elétrons entre átomos com a tendência de ganhar elétrons (ametais ou H). A ligação estabelecida entre esses átomos ocorre quando um orbital semipreenchido de um interpenetra o orbital semipreenchido do outro. A junção desses dois orbitais origina um só orbital (orbital molecular), o que caracteriza a aquisição da estabilidade pelo fato de haver dois elétrons dentro desse orbital.

Quando a interpenetração dos orbitais ocorre no mesmo eixo, a ligação covalente é chamada de sigma. Esse tipo de ligação tem como sua maior representante a chamada ligação simples (?), mas ela também aparece nas ligações dupla (=) e tripla (≡), sendo uma ligação em cada caso. Sendo assim:

• Ligação simples: 1 sigma

• Ligação dupla: 1 sigma

• Ligação tripla: 1 sigma

Sempre que houver uma ligação sigma representada em uma fórmula estrutural de uma substância, saberemos que houve uma interpenetração de orbitais no mesmo eixo. Veja três casos de ocorrência de ligação sigma:

1º) H₂

H — H

O hidrogênio apresenta número atômico igual a 1 e sua distribuição eletrônica é: 1s¹. Dessa forma, ele é representado por meio da forma do orbital s:

H                                                                            H
 1s¹                                                                         1s¹

                                               
          Representação de um orbital s                              Representação de um orbital s de outro H

Ao unir esses dois orbitais, eles interpenetram-se no mesmo eixo, havendo a formação do orbital molecular com dois elétrons do H₂:

Representação da interpenetração de dois orbitais incompletos do tipo s

Observação: Como houve uma ligação sigma entre dois orbitais s, ela é chamada de sigma s-s.

2º) Cl₂

Cl — Cl

O flúor apresenta número atômico 17 e tem a seguinte distribuição eletrônica:

1s²           
2s²   2p⁶
3s²   3p⁵

Observamos que um orbital p está semipreenchido. Assim, cada Cl será representado pela forma de um orbital p na horizontal, pois a ligação que ocorre entre os dois Cl é sigma:

Cl                                                                                    Cl
1s²                                                                                                            1s² 
          2s²   2p⁶                                                                                                 2s²   2p⁶   
            3s²   3p⁵                                                                                                 3s²   3p⁵       

Como os dois orbitais do cloro são iguais e fazem ligação sigma nesse exemplo, temos que a interpenetração aconteceu no mesmo eixo.

Representação da interpenetração de dois orbitais incompletos do tipo p

Observação: Como houve uma ligação sigma entre dois orbitais p, ela é chamada de sigma p-p.

3º) HCl

H — Cl

Como temos um H e um Cl e cada um deles já foi exposto nos exemplos anteriores, aqui o orbital s do H sofre interpenetração com o orbital p do Cl que está incompleto. Como a esfera não tem direção, pode-se afirmar que a hélice interpenetra-la-á no mesmo eixo (ligação sigma), formando um orbital molecular com dois elétrons:

H                                                   Cl
1s¹                                                                1s²
                                                           2s² 2p⁶
                                                           3s² 3p⁵

Representação da interpenetração de um orbital do tipo s e outro orbital do tipo p

Observação: Como houve uma ligação sigma entre um orbital s e outro orbital p, ela é chamada de sigma s-p.