Sigma- og Pi-bindinger
Alle bindinger i ethen er kovalente, hvilket betyder, at de alle er dannet af to tilstødende atomer, der deler deres valenselektroner. I modsætning til ioniske bindinger, som holder atomerne sammen ved tiltrækning af to ioner med modsatrettede ladninger.
Sigmabindinger dannes, når der er overlapning af lignende orbitaler, orbitaler, der er rettet ud langs den mellemkernede akse. Almindelige sigmabindinger er \(s+s\), \(p_z+p_z\) og \(s+p_z\), \(z\) er bindingsaksen i atomets xyz-plan.
\(\pi\\) bindinger dannes, når der er tilstrækkelig overlapning af lignende, tilstødende \(p\) orbitaler, som f.eks. \(p_x\)+\(p_x\) og \(p_y\)+\(p_y\). Hver p-orbital har to lober, hvoraf den ene normalt er angivet med et + og den anden med et – (nogle gange kan den ene være skraveret, mens den anden ikke er det). Dette + og – (skraveret, ikke skraveret) er kun beregnet til at angive den modsatte fase \(\phi\) af bølgefunktionerne, de angiver ikke nogen form for elektrisk ladning. For at en \(\pi\) binding kan dannes, skal begge lober af \(p\) orbitalet overlappe hinanden, + med + og – med -. Når en + lobe overlapper med en – lobe, opstår der en anti-bindingsorbitalinteraktion, som har en meget højere energi og derfor ikke er en ønskværdig interaktion.
Der kan normalt ikke dannes \(\pi\)-bindinger mellem to atomer, uden at der først er mindst én sigma-binding til stede. Men der er særlige tilfælde som f.eks. dicarbon (\(C_2\)), hvor den centrale binding er en \(\pi\) binding og ikke en sigma-binding, men i sådanne tilfælde ønsker de to atomer at have så meget orbitaloverlapning som muligt, så bindingslængderne mellem atomerne er mindre end hvad der normalt forventes.
Den \(\pi\) binding i ethen er svag sammenlignet med sigma-bindingen mellem de to kulstofatomer. Denne svaghed gør \(\pi\)-bindingen og det samlede molekyle til et sted med en forholdsvis høj kemisk reaktivitet over for en række forskellige stoffer. Dette skyldes den høje elektrontæthed i \(\pi\)-bindingen, og fordi det er en svag binding med høj elektrontæthed, vil \(\pi\)-bindingen let blive brudt for at danne to separate sigma-bindinger. Sådanne steder betegnes som funktionelle grupper eller funktionaliteter. Disse grupper har karakteristiske egenskaber, og de styrer molekylets reaktivitet som helhed. Hvordan disse funktionelle grupper og andre reaktanter danner forskellige produkter, er et vigtigt begreb i organisk kemi.