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Ligação sigma

Uma ligação sigma ocorre sempre com a interpenetração de orbitais atômicos no mesmo eixo, independentemente do tipo de orbital (s ou p).

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
          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
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                                                                                                            1s
          2s2   2p6                                                                                                 2s2   2p6   
            3s2   3p5                                                                                                 3s2   3p5       

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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
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
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.

O Argônio é um exemplo de elemento químico considerado estável

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Por: Diogo Lopes Dias