В химии одинарная связь — это химическая связь между двумя атомами с участием двух валентных электронов . То есть атомы имеют одну общую пару электронов , в которой образуется связь. [1] Следовательно, одинарная связь является разновидностью ковалентной связи . При совместном использовании каждый из двух задействованных электронов больше не единолично владеет той орбиталью , на которой он возник. Скорее, оба электрона проводят время на любой из орбиталей, которые перекрываются в процессе связывания. В структуре Льюиса одинарная связь обозначается как AːA или AA, для которой A представляет собой элемент. [2] В первом варианте каждая точка представляет собой общий электрон, а во втором варианте полоска представляет собой оба электрона, общие в одинарной связи.
Ковалентная связь также может быть двойной или тройной связью . Одинарная связь слабее двойной или тройной связи. Эту разницу в прочности можно объяснить, рассмотрев составные связи, из которых состоит каждый из этих типов ковалентных связей (Мур, Станицки и Юрс 393).
Обычно одинарная связь представляет собой сигма-связь . Исключением является связь в диборе , которая является пи-связью . Напротив, двойная связь состоит из одной сигма-связи и одной пи-связи, а тройная связь состоит из одной сигма-связи и двух пи-связи (Мур, Станицки и Джурс 396). Количество связей компонентов определяет разницу в прочности. Само собой разумеется, что одинарная связь является самой слабой из трех, поскольку она состоит только из сигма-связи, а двойная или тройная связь состоят не только из этого типа компонентной связи, но и по крайней мере из одной дополнительной связи.
Одинарная связь обладает способностью к вращению, свойством, которым не обладают двойная или тройная связь. Структура пи-связей не допускает вращения (по крайней мере, при 298 К), поэтому двойная связь и тройная связь, содержащие пи-связи, удерживаются благодаря этому свойству. Сигма-связь не столь ограничительна, и одинарная связь способна вращаться, используя сигма-связь в качестве оси вращения (Мур, Станицки и Юрс 396-397).
Еще одно сравнение свойств можно провести по длине связи. Одинарные связи являются самыми длинными из трех типов ковалентных связей, поскольку межатомное притяжение больше в двух других типах: двойном и тройном. Увеличение числа связей компонентов является причиной увеличения этого притяжения, поскольку между связанными атомами распределяется больше электронов (Мур, Станицки и Джурс 343).
Одинарные связи часто встречаются в двухатомных молекулах . Примеры такого использования одинарных связей включают H 2 , F 2 и HCl .
Одинарные связи также наблюдаются в молекулах, состоящих более чем из двух атомов. Примеры такого использования одинарных облигаций включают:
Одинарная связь появляется даже в таких сложных молекулах, как углеводороды, размеры которых больше метана. Тип ковалентной связи в углеводородах чрезвычайно важен в номенклатуре этих молекул. Углеводороды, содержащие только одинарные связи, называются алканами (Мур, Станицки и Юрс 334). Названия конкретных молекул, принадлежащих к этой группе, заканчиваются суффиксом -ан . Примеры включают этан , 2-метилбутан и циклопентан (Moore, Stanitski и Jurs 335).