Когда два атома вступают в связь и образуют молекулу, это означает, что их электронные орбитали перекрылись. Под микроскопом это означает, что области распределения вероятности обнаружения электрона в некотором объеме пространства наложились одна на другую.
А это в свою очередь значит, что каждый из атомов, вступающих в связь, имеет как бы не только свой исходный электрон, но еще иногда и соседский. Это и является залогом прочности ковалентного атомного союза.
Насчитывают несколько видов электронных орбиталей (s, p,d, f), но нас интересуют только два наиболее простых: s и p.
s орбиталь – это сфера, в центре которой атомное ядро, p орбиталь – это такая вытянутая объемная восьмерка. Можно представить себе два воздушных шарика, соединенных своими ниппелями. В точке соединения – ядро.
То, как перекрываются между собой эти орбитали: сферы и восьмерки, называется связью и будет определять геометрию молекулы. Если перекрытие в какой-то одной области – это сигма связь, если в двух – пи связь. Перекрытия эти могут быть и простые, и весьма замысловатые так, что молекула может быть выстроена в линию, уголок, пирамидку и т.д.
Как правило, с электронными орбиталями при этом ничего не происходит, как были сферы и восьмерки, так и остались. Бывает только удобно представить себе вместо отдельных сфер и восьмерок их гибридизированные версии: условные восьмерки, где одна из ее частей заметно больше другой. Но даже такая гибридизированная sp3-восьмерка, как правило, выстроена вдоль прямой линии.
Как правило, но не всегда. В органике бывают такие хитрые соединения, что для их существования приходится признать, что sp3 орбиталь не может оставаться симметричной восьмеркой, а должна стать восьмеркой немного согнувшейся.
Это наблюдается, например, в молекуле циклопропана, где «изогнутыми восьмерками» связаны углероды. Вызвано это, тем, что угол между углеродами слишком мал (всего 60 градусов) и прямыми, симметричными восьмерками их соединить не удается.
Этот загиб электронной орбитали можно подтвердить экспериментально и показать, что электронная плотность между углеродами распределена не симметрично вдоль прямой линии, а загнута.
Чтобы подчеркнуть эту загнутость, такой специфический тип ковалентной связи назвали банановой связью. По-моему, забавно и даже мило.