なぜ1つのシグマボンドが制限である理由:
* sigma bond層: シグマ結合は、核軸に沿った原子軌道の直接的なオーバーラップによって形成されます。このオーバーラップは、原子を結びつける核の間に高い電子密度の領域を作成します。
* 軌道オーバーラップ: 通常、各原子には、別の原子軌道と直接重複するために適切に向けられた1つの軌道のみがあります。これは、最も安定した構成には、多くの場合、1つのシグマボンドだけが含まれることを意味します。
* 電子反発: 同じ2つの原子間の複数のSigma結合は、非常に小さな空間に蓄積するために大幅な電子密度を必要とします。これは、強力な電子電子反発につながり、結合を不安定にします。
例外:
* 複数の結合: 2つの原子の間には1つのSigma結合のみが存在できますが、複数の結合(二重および3倍の結合)が可能です。これらには、p軌道の並べ替えの重複によって形成される追加のPI結合が含まれます。
* 大きな原子: より多くの利用可能な軌道を持つより大きな原子は、複数のSigma結合を形成することがあります。たとえば、遷移金属を持つ特定の有機金属化合物は、複数のSigma結合を示す可能性があります。
* 複雑な結合シナリオ: 複雑な分子と、複数のシグマ結合が関与する可能性のある異常な結合状況を含む例外があります。
要約:
一般的なルールは、軌道のオーバーラップと電子反発により、2つの原子が1つのSigma結合のみを形成できるということですが、複数の結合または特別な状況により、より複雑な結合配置が可能になる例外があります。