Ikatan dalam Hidrogen

Hidrogen (H2) adalah molekul paling sederhana. Coba kalian lihat dua atom hidrogen terisolasi, masing-masing dengan satu elektron dalam orbital atom 1s. Bila kedua atom ini mulai membentuk suatu ikatan, elektron dari masing-masingnya sendiri.

Bila inti terdapat pada jarak tertentu dari yang lain (panjang ikatan untuk H2 adalah 0.7Å), orbital atom akan melebur dan tumpang tindih untuk saling memperkuat dan membentuk orbital molekul ikatan. Orbital molekul ini mencakup kedua inti hidrogen dan mengandung dua pasang elektron (satu dari  masing-masing H). Kedua elektron sekarang tertarik sama ke dua inti. Karena sebagian besar dari rapat elektron yang bermuatan negatif dari orbital baru ini terlokasi antara dua inti yang bermuatan positif, maka tolak menolak antara inti dikurangi. Orbital molekul ini menghasilkan ikatan kovalen antara dua atom hidrogen dalam H2.

1. Ikatan Sigma
Orbital molekul yang mengikat dua atom hidrogen menjadi satu adalah simetrik secara silindrik, artinya simetrik sepanjang garis, atau sumbu yang menghubungkan kedua inti. Anggaplah sumbu sebagai poros, dan putarlah orbital sekeliling sumbu ini. Bila orbital tidak berubah akibat putaran, orbital adalah simetrik sekeliling sumbu tersebut.
Setiap orbital molekul yang simetrik sekeliling sumbu yang menghubungkan inti disebut orbital molekul sigma, ikatannya adalah ikatan sigma. Ikatan dalam H2 hanya satu dari banyak ikatan sigma yang dijumpai.

2. Orbital Ikatan dan Orbital Anti Ikatan
Bila sepasang gelombang saling tumpang tindih, maka mereka dapat saling memperkuat atau saling berinterferensi. Penambahan dari dua orbital atom 1s dari dua atom H yang sefase menghasilkan orbital molekul ikatan sigama dengan rapat elektron yang tinggi antara inti yang berikatan.
Bila dua gelombang berlawanan fase, mereka saling mengganggu. Interferensi dari dua atom yang keluar fase dari dua atom hidrogen memberikan orbital molekul dengan simpul antara inti. Dalam orbital molekul ini, elektron inti sangat rendah. Karena itu, orbital molekul khas ini menimbulkan sistem dimana kedua inti tak dilindungi oleh sepasang elektron dan intinya tolak menolak. Sistem ini energinya lebih tinggi daripada sistem dua atom H yang mandiri karena tolakan inti. Orbital berenergi lebih tinggi ini adalah orbital anti ikatan.