Kemiassa sigma (σ) -sidokset ovat kovalenttisia sidoksia, joissa elektronitiheys on eniten keskittynyt kahden ytimen ytimen akselia pitkin. Lähes kaikissa tapauksissa sigma -joukkovelkakirjat ovat yksittäisiä joukkovelkakirjoja. Sigma -sidoksia ei pidä sekoittaa pi (π) -sidoksiin, jotka ovat yleensä heikompia ja joita ei esiinny ytimien välisellä akselilla.
Sigma -sidoksia esiintyy kahden ytimen ytimen akselia pitkin. Ytimien välinen akseli on suora, joka yhdistää suoraan kahden eri atomin ytimet. Sigmasidos muodostuu, kun elektronin tiheys keskittyy symmetrisesti tämän akselin ympärille.
Atomi -orbitaalien ymmärtäminen on välttämätöntä ymmärtääksemme perusasiat siitä, miten sigmasidokset voidaan muodostaa atomien välille. Yksinkertaisin esimerkki sigmasidoksesta löytyy s -orbitaalien päällekkäisyydestä vedyssä (H2). S- ja ap -kiertoradan päällekkäisyys voi myös johtaa sigmasidokseen, samoin kuin kahden p -orbitaalin päällekkäisyys. Jopa ap -kiertoradan ja hybridisoidun sp -kiertoradan päällekkäisyys voi johtaa sigmasidokseen, kunhan elektronin tiheys on keskittynyt atomien ydinakselin ympärille.
Hyvä esimerkki kiertoradan ja ap -kiertoradan päällekkäisyydestä löytyy kloorivetystä (HCl). Diatominen bromi (Br2) muodostaa sigmasidoksen päällekkäin kahden 4p -orbitaalin kanssa. Kemiallisessa berylliumfluoridissa (BeF2) siteet muodostuvat fluorin 2p -orbitaalien päällekkäisyydestä berylliumin sp -hybridi -orbitaalien suurten lohkojen kanssa.
Kun p -orbitaalit ovat päällekkäin ytimen väliseltä akselilta, muodostuu pi -sidos. Pi -joukkovelkakirjat ovat kovalenttisia sidoksia, jotka eivät yleensä ole yhtä vahvoja kuin sigma -joukkovelkakirjat. Ne liittyvät yleisimmin kaksoissidoksiin ja kolmoissidoksiin.
Yleensä kaksoissidos koostuu yhdestä sigma- ja yhdestä pi -sidoksesta ja kolmoissidos yhdestä sigmasidoksesta ja kahdesta pi -sidoksesta. Koska pi -joukkovelkakirjat ovat yleensä heikompia, kaksoissidokset ovat vahvempia kuin yksittäiset joukkovelkakirjat, mutta kokonaislujuus on alle kaksi kertaa yksittäisen sidoksen vahvuus. Yleinen mnemoninen laite, jota oppilaat käyttävät muistamaan sigma- ja pi -sidosten yhdistämisen yksittäisiin ja moninkertaisiin sidoksiin, on ”sigma on yksikkö ja pi on monikko”.
Kemiallista formaldehydiä voidaan käyttää esimerkkinä osoittamaan molempien sidosten tyypit yhdessä molekyylissä. Formaldehydissä on kolme sigmasidosta; hiili- ja happiatomien välillä on yksi ja kunkin vetyatomin ja hiilen välillä. Hi sidoksen ja hapen välillä on myös pi -sidos, mutta toisin kuin muut sidokset, se ei ole ytimien välistä akselia pitkin.