シグマとπキー

アメリカの化学者G.N.ルイスが提唱したように、原子は価電子帯に8個の電子を持っていると安定である。ほとんどの原子は、価電子帯の電子数が8個以下であるため（周期表第18族の希ガスを除く）、不安定である。これらの原子は互いに反応して安定化する傾向がある。そのため、各原子は希ガスの電子グループ化を実現することができる。これは、イオン結合、共有結合、金属結合を形成することによって達成される。その**共有結合は、特殊な結合形態である。他の化学結合とは異なり、共有結合では2つの原子の間に複数の結合を形成することができる。電気陰性度の差が同じか非常に小さい2つの原子が反応し、電子を共有することによって共有結合を形成する。1つの原子に複数の電子が共有されている場合、複数の結合が作られる。結合次数を計算することで、分子内の2つの原子間の共有結合の数を知ることができる。多重結合には2つの形態がある。シグマボンド、パイボンドと呼んでいます。

シグマ・キー

シグマ結合を表す記号としてσが使用されている。単結合は、電気陰性度の差が同じか非常に小さい2つの原子が、2つの電子を共有することで形成される。この2つの原子は、同じ種類のものであっても、異なる種類のものであってもかまいません。例えば、同じ原子が結合してCl2、H2、P4などの分子を形成するとき、それぞれの原子は共有結合で結ばれている。メタン分子（CH4）は、2つの元素（炭素原子と水素原子）の間に1つの共有結合を持っています。また、メタンは、原子間の電気陰性度の差が非常に小さい共有結合を持つ分子の例である。一価の共有結合はシグマ結合とも呼ばれ、最も強い共有結合である。2つの原子の間で原子軌道を結合して形成される。シグマ結合が形成されると、頭同士の重なりが見られるようになります。例えばエタンでは、2つの等しいsp3混成分子が直線的に重なり合うことでC-Cσ結合が形成される。さらに、炭素の1つのsp3混成軌道と水素のs軌道が直線的に重なり合うことで、C-Hシグマ結合が形成される。シグマ結合で結ばれた基だけが、その結合の周りを互いに回転する能力を持っています。この回転によって、分子は異なるコンフォメーション構造を持つようになる。

πボンズ

ギリシャ文字のπは、π結合を表すのに使われる。これも共有結合の化学結合で、通常はp-軌道の間に形成される。2つのp軌道が横方向に重なると、π結合が形成される。この重なりが生じると、p軌道の2つの葉がもう一方のp軌道の2つの葉と相互作用し、2つの原子核の間にノーダル面が形成される。原子間に複数の結合がある場合、最初の結合はΣ結合、2番目と3番目の結合はπ結合となる。