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Ligação sigma

Química

Ligações sigmas são ligações covalentes resultantes da interpenetração de orbitais atômicos incompletos, em um mesmo eixo, entre átomos iguais ou diferentes.
Na molécula do isoctano (molécula da gasolina), existem apenas ligações sigma
Na molécula do isoctano (molécula da gasolina), existem apenas ligações sigma
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A ligação sigma (representada pela letra grega σ) é um dos dois possíveis tipos de ligações covalentes entre elementos químicos que devem receber elétrons para atingir a estabilidade eletrônica de acordo com a teoria do octeto. Podemos identificar a ligação sigma em qualquer fórmula estrutural da seguinte forma:

Na fórmula estrutural da água, temos a presença de duas ligações sigma
Na fórmula estrutural da água, temos a presença de duas ligações sigma

  • Ligação simples (─): é sempre uma ligação sigma;

  • Ligação dupla (=): uma ligação é sigma, e a outra é uma ligação pi;

  • Ligação tripla (≡): uma ligação é sigma, e as outras duas são ligações pi;

  • Ligação coordenada dativa (→): é sempre uma ligação sigma.

Princípios da ligação sigma

  • Sempre envolve o compartilhamento de dois elétrons entre dois átomos;

  • Ocorre quando um orbital incompleto de um átomo penetra o orbital incompleto de outro átomo em um mesmo eixo, como na representação da interpenetração de orbitais s e p a seguir:

Interpenetração de orbitais em um mesmo eixo
Interpenetração de orbitais em um mesmo eixo

  • Nunca ocorre com orbitais paralelos entre si, como no caso dos orbitais p a seguir:

Interpenetração de orbitais p no eixo paralelo
Interpenetração de orbitais p no eixo paralelo

Tipos possíveis de ligações sigma

A determinação do tipo de ligação sigma é totalmente dependente dos subníveis mais energéticos dos átomos dos elementos químicos envolvidos na ligação. Assim, é fundamental conhecer os subníveis mais energéticos.

  • Hidrogênio = seu subnível mais energético é o s;

  • Flúor, cloro, bromo, iodo, enxofre (não hibridizado, ou seja, quando estiver realizando duas ligações), oxigênio, fósforo (não hibridizado, ou seja, quando estiver realizando três ligações) e nitrogênio = apresentam o subnível p como mais energético;

  • Berílio (sempre é hibridizado) = apresenta o subnível sp mais energético;

  • Boro (sempre é hibridizado) = apresenta o subnível mais energético sp2;

  • Carbono (pode sofrer três hibridizações) = subnível mais energético sp (apenas se estiver realizando duas ligações duplas ou uma tripla e uma simples), subnível mais energético sp2 (apenas se estiver realizando duas ligações simples e uma dupla), subnível mais energético sp3 (apenas se estiver realizando ligações simples).

A partir do subnível de cada átomo envolvido, podemos determinar o tipo de ligação sigma. Vale ressaltar que o tipo da ligação sigma é escrito da seguinte maneira: primeiro, o subnível mais energético mais simples (s ou p); depois, um traço e, em seguida, o subnível mais energético mais complexo. Veja um exemplo:

Na fórmula estrutural da água, temos duas ligações sigma
Na fórmula estrutural da água, temos duas ligações sigma

Temos duas ligações sigma entre o hidrogênio (subnível mais energético: s) e o oxigênio (subnível mais energético: p), assim, a ligação sigma é do tipo s-p

Exemplos de determinação do tipo de ligações sigma entre átomos

Metanal (CH2O)

Fórmula estrutural do CH2O
Fórmula estrutural do CH2O

No metanal, existem três ligações sigma (duas nas ligações simples e uma na ligação dupla). Duas delas ocorrem entre um átomo de hidrogênio (subnível mais energético: s) e o átomo de carbono (subnível mais energético: sp2). A terceira ocorre entre o oxigênio e o carbono. Assim, o metanal possui duas ligações sigma do tipo s-sp2 e outra do tipo p-sp2.

Amônia (NH3)

Fórmula estrutural do NH3
Fórmula estrutural do NH3

Na amônia, existem três ligações sigma (três ligações simples) entre um átomo de hidrogênio (subnível mais energético: s) e o átomo de nitrogênio (subnível mais energético: p). Assim, a amônia possui três ligações sigma do tipo s-p.

Trifluoreto de boro (BF3)

Fórmula estrutural do BF3
Fórmula estrutural do BF3

No trifluoreto de boro, existem três ligações sigma (três ligações simples) entre um átomo de flúor (subnível mais energético: p) e o átomo de boro (subnível mais energético: sp2). Assim, o trifluoreto de boro possui três ligações sigma do tipo p-sp2.


Por Me. Diogo Lopes Dias

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

DIAS, Diogo Lopes. "Ligação sigma"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/ligacao-sigma.htm>. Acesso em 19 de agosto de 2017.

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