Sigma Bond Bildning:
I en dubbelbindning bildas sigmabindningen av den frontala överlappningen av två \(sp^2\) hybridorbitaler från varje kolatom. \(sp^2\) hybridorbitalerna är resultatet av blandningen av en \(s\) orbitaler och två \(p\) orbitaler, vilket leder till ett trigonalt planarrangemang av atomerna runt dubbelbindningen.
Pi Bond-bildning:
Pi-bindningen i en dubbelbindning bildas av överlappningen i sidled av två \(p\) orbitaler från varje kolatom. Dessa \(p\) orbitaler är vinkelräta mot sigmabindningens plan och mot varandra. Elektrondensiteten för pi-bindningen är koncentrerad över och under sigmabindningens plan, vilket skapar ett cylindriskt elektronmoln.
Styvheten hos dubbelbindningen härrör från pi-bindningens natur. \(p\)-orbitalerna som är involverade i pi-bindningen har en hantelform med elektrontäthet koncentrerad i två lober på motsatta sidor av kärnan. Denna form begränsar rotation runt dubbelbindningen eftersom varje försök att rotera skulle störa överlappningen av \(p\) orbitaler och försvaga pi-bindningen. Att bryta pi-bindningen skulle kräva betydande energitillförsel, vilket gör rotation runt dubbelbindningen mycket ogynnsam.
Däremot tillåter enkelbindningar som bildas av överlappningen av \(sp^3\) hybridorbitaler fri rotation eftersom elektrondensiteten är fördelad mer symmetriskt runt bindningsaxeln. \(sp^3\) orbitaler kan rotera utan att väsentligt störa bindningen, vilket möjliggör de olika konformationerna av molekyler med enkelbindningar.
Därför spelar närvaron av pi-bindningen och den begränsade rotationen runt dubbelbindningen avgörande roller för att bestämma den molekylära geometrin, stabiliteten och egenskaperna hos föreningar som innehåller dubbelbindningar.
