Sovrapposizione di orbitali

L'unione di due (o piu') atomi puo' dare luogo alla formazione di una molecola: la vicinanza dei due atomi genera delle perturbazioni negli orbitali di entrambi. Se questo fa si' che l'energia si abbassi rispetto agli atomi considerati separatamente ho l'effettiva formazione della molecola.

Consideriamo ad esempio due atomi di idrogeno separati fra loro. Se li avviciniamo, le interazioni fra i due atomi sono l'attrazione fra i nucleo di ciascuno dei due con l'elettrone dell'altro atomo e le repulsioni nucleo-nucleo ed elettrone-elettrone. Piu' gli atomi si avvicinano, piu' l'energia del sistema diminuisce. Ad una certa distanza pero' la repulsione fra i due nuclei diventa significativa e l'energia del sistema torna ad aumentare. Nella molecola di gli atomi stanno quindi ad una distanza di equilibrio.

Una volta che il legame covalente della molecola di si e' formato, la nube elettronica di ciascun atomo risulta distorta in modo che gli elettroni abbiano una maggiore probabilita' di trovarsi nella regione fra i due atomi di idrogeno (gli elettroni si posizionano in modo da essere egualmente attratti dai due nuclei). Il legame covalente che risulta dalla sovrapposizione di due orbitali e' chiamato legame sigma (si parla in modo analogo di orbitale sigma). La densita' elettronica di un legame sigma e' maggiore lungo l'asse del legame.

Possiamo vedere la formazione dell'orbitale sigma come il risultato di una sovrapposizione dei due orbitali degli atomi di idrogeno. Il modello basato sulla sovrapposizione degli orbitali atomici a formare orbitali molecolari funzione bene per molecole biatomiche, ma risulta incorretto quando trattiamo molecole con piu' di due atomi.

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