σ键

头碰头方式重叠形成的共价键
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原子轨道沿键轴（两原子核间连线）方向以“头碰头”方式重叠所形成的共价键称为σ 键。[1]共价键是由两个或多个原子共同使用它们的外层电子所形成的化学键，现已知的共价键有σ键、π键和δ键三种，常见的是σ键和π键；共价键的本质是电子云重叠，而不同共价键的区别则是它们的电子云重叠方式。[2]σ键是原子轨道沿轴方向重叠而形成的，具有较大的重叠程度，因此σ键比较稳定；σ键能围绕对称轴旋转，且不会影响键轴上电子云的分布同时不会影响键的强度以及键跟键之间的角度（键角）；其特点是σ键有方向性，两个成键原子必须沿着对称轴方向接近，才能达到最大重叠；成键电子云沿键轴对称分布，两端的原子可以沿轴自由旋转而不改变电子云密度的分布。[3][4][5]

定义

沿键轴（两原子核的连线）方向以“头碰头”的方式发生原子轨道（电子云）重叠，轨道重叠部分呈现圆柱形对称沿着键轴而分布，具有轴对称特征的共价键称为σ键。

释义

由两个相同或不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向相互重叠而形成的共价键，叫做σ键。σ键是原子轨道沿轴方向重叠而形成的，具有较大的重叠程度，因此σ键比较稳定。σ键是能围绕对称轴旋转，而不影响键的强度以及键跟键之间的角度（键角）。根据分子轨道理论，两个原子轨道充分接近后，能通过原子轨道的线性组合，形成两个分子轨道。其中，能量低于原来原子轨道的分子轨道叫成键轨道，能量高于原来原子轨道的分子轨道叫反键轨道。以核间轴为对称轴的成键轨道叫σ轨道，相应的键叫σ键。以核间轴为对称轴的反键轨道叫σ*轨道，相应的键叫σ*键。分子在基态时，构成化学键的电子通常处在成键轨道中，而让反键轨道空着。