Sigmaorbitaler

**Sigmaorbitaler**

In der Quantenmechanik und Molekularphysik bezeichnet der Begriff *Sigmaorbitaler* eine Art von Atomorbitale, die sich durch ihre spezielle räumliche Ausrichtung und Bindungsmuster auszeichnen. Sigmaorbitale (σ-Orbitale) entstehen durch die Überlagerung von Orbitalen, die entlang der Verbindungsachse zwischen zwei Atomen ausgerichtet sind. Diese Ausrichtung führt zu einer direkten, symmetrischen Überlappung der Elektronenwolken, was zu einer starken Bindung zwischen den Atomen führt.

Ein klassisches Beispiel für eine sigma-Bindung ist die Bindung zwischen zwei Wasserstoffatomen in einem Wasserstoffmolekül (H₂). Hier überlappen die 1s-Orbitale der beiden Atome direkt entlang der Verbindungslinie, was zu einer stabilen σ-Bindung führt. Ähnlich verhält es sich bei vielen anderen Molekülen, etwa in Kohlenwasserstoffen wie Methan (CH₄), wo jedes Kohlenstoffatom vier sp³-hybridisierte Orbitale besitzt, die jeweils ein σ-Orbital mit einem Wasserstoffatom bilden.

Sigmaorbitale können sowohl in einfachen als auch in Mehrfachbindungen vorkommen. Während einfache Bindungen ausschließlich aus einer σ-Bindung bestehen, enthalten Doppel- und Dreifachbindungen zusätzlich eine π-Bindung. Dennoch bleibt die σ-Bindung der Hauptbestandteil der Bindung zwischen den Atomen. Die Energie der σ-Bindung ist in der Regel niedriger als die der π-Bindung, was ihre Stabilität erklärt.

In der chemischen Bindungstheorie spielen sigmaorbitale eine zentrale Rolle, da sie die grundlegende Art der direkten Elektronenüberlappung darstellen, die zu den Bindungen zwischen Atomen führt. Ihr Verständnis ist essenziell für die Vorhersage von Molekülgeometrien und -stabilitäten.