Dalam kimia, ikatan sigma (σ) adalah ikatan kovalen di mana kerapatan elektron paling terkonsentrasi di sepanjang sumbu internuklear dua inti. Dalam hampir semua kasus, ikatan sigma adalah ikatan tunggal. Ikatan sigma tidak sama dengan ikatan pi (π), yang umumnya lebih lemah dan tidak terjadi di sepanjang sumbu internuklear.
Ikatan sigma terjadi di sepanjang sumbu internuklear dua inti. Sumbu internuklear adalah garis lurus yang menghubungkan langsung inti dua atom yang berbeda. Ikatan sigma terbentuk ketika kerapatan elektron terkonsentrasi secara simetris di sekitar sumbu ini.
Pemahaman tentang orbital atom diperlukan untuk memahami dasar-dasar bagaimana ikatan sigma dapat terbentuk antar atom. Contoh paling sederhana dari ikatan sigma dapat ditemukan pada tumpang tindih orbital s dalam hidrogen (H2). Tumpang tindih orbital s dan ap juga dapat menghasilkan ikatan sigma, seperti halnya tumpang tindih dua orbital p. Bahkan tumpang tindih orbital ap dan orbital sp hibridisasi dapat menghasilkan ikatan sigma, selama kerapatan elektron terkonsentrasi di sekitar sumbu antar inti atom.
Contoh yang baik dari tumpang tindih orbital s dan orbital ap dapat ditemukan dalam hidrogen klorida (HCl). Brom diatomik (Br2) membentuk ikatan sigma dengan tumpang tindih dua orbital 4p. Dalam berilium fluorida kimia (BeF2), ikatan dibentuk oleh tumpang tindih orbital 2p dalam fluor dengan lobus besar orbital hibrid sp berilium.
Ketika orbital p tumpang tindih menjauh dari sumbu internuklear, ikatan pi terbentuk. Ikatan Pi adalah ikatan kovalen yang umumnya tidak sekuat ikatan sigma. Mereka paling sering dikaitkan dengan ikatan rangkap dan ikatan rangkap tiga.
Sebagai aturan umum, ikatan rangkap terdiri dari satu ikatan sigma dan satu ikatan pi dan ikatan rangkap tiga terdiri dari satu ikatan sigma dan dua ikatan pi. Karena ikatan pi umumnya lebih lemah, ikatan rangkap akan lebih kuat dari ikatan tunggal, tetapi kekuatan totalnya akan kurang dari dua kali kekuatan ikatan tunggal. Perangkat mnemonik umum yang digunakan oleh siswa untuk mengingat asosiasi ikatan sigma dan pi menjadi ikatan tunggal dan ganda adalah “sigma adalah tunggal dan pi adalah jamak.”
Formaldehida kimia dapat digunakan sebagai contoh dalam menunjukkan kedua jenis ikatan yang ada dalam satu molekul. Ikatan tiga sigma ada dalam formaldehida; ada satu di antara atom karbon dan oksigen dan satu di antara setiap atom hidrogen dan karbon. Ikatan pi juga ada antara karbon dan oksigen tetapi, tidak seperti ikatan lainnya, ikatan ini tidak terletak di sepanjang sumbu internuklear.