エタンの炭素は、四面体形状に配置された 4 つの結合で構成されています。さらに、炭素結合は 1.54 Å の結合長を持ち、各炭素からの 1 つの sp3 軌道のオーバーラップによって作成されますが、6 つの炭素-水素結合は、2 つの炭素上の sp3 の残りの軌道の中でオーバーラップして作成されます。水素原子の 1s 軌道も同様です。それらは、2つの軌道の端と端が重なり合って作られているため、自由に回転し、本質的にシグマ結合です。
エタン分子の場合、これは、2 つのメチル基、つまり CH3 基がハブ上の 2 つの車輪として描かれ、それぞれが他に対して自由に回転することを示しています。
メタンの炭素原子と同じように、中央の窒素はアンモニアで sp3 混成しています。ただし、窒素の場合、考慮すべき価電子が 5 つあります。つまり、4 つの混成軌道のうち 3 つが部分的に満たされ、結合することができます。 4番目のものは、結合していない電子対によって完全に占められています。
さらに、エテン、つまりC2H4またはエチレンは、スチームクラッキングのプロセスで合成的に作られたガスの一種です。それは、果実が熟すための信号を提供するために、植物によって微量で自然界に放出されます.さらに、エテンは2つのsp2混成炭素原子を含みます。これらはシグマ結合で互いに結合し、それぞれ 2 つの水素原子に結合しています。炭素上の残りのハイブリダイゼーションされていない p 軌道は、エテンへの反応性を提供する pi 結合を作成します。
エタンとは?
それは本質的に有機であり、化学式を持つ化合物です。 C2H6。エタンは標準温度では無色無臭です。他の多くの炭化水素と同様に、エタンは工業規模で天然ガスから、石油精製の石油化学副産物の形で分離されます。
主にエチレン製造の原料として使用されます。さらに、関連化合物は、水素原子を他の官能基で置換することによって決定することができる。エタン部分はエチル基として知られています。たとえば、ヒドロキシル基に結合したエチル基は、飲料に含まれるアルコールであるエタノールを生成します。
エタンのハイブリダイゼーション
エタンは一般に、2 つの炭素原子と 6 つの水素原子を含みます。ただし、炭素は中心原子のままであり、その軌道は混成プロセスに関与します。 C2H6 の調製プロセス中に、1s 軌道と px、py、および pz 軌道が sp3 ハイブリダイゼーションを起こします。これにより、炭素原子ごとに 4 つの混成軌道が形成されます。
ただし、分子ハイブリッド軌道は、電子間に異なる結合を作成します。 ４つのｓｐ３混成軌道のうち、炭素原子の混成軌道１つと水素原子のｓ軌道１つが重なって３つのシグマ結合を形成する。さらに、最後の軌道は別の炭素原子の 1 つの sp3 軌道と重なり、2 つの炭素原子間にシグマ結合を形成します。
エタンの表現
エタンは、炭素-炭素結合を持つ最も単純な分子です。エタン、すなわち CH3CH3 では、両方の炭素が sp3 混成であり、これは両方が四面体形状の 4 つの結合を含むことを意味します。 1 つの炭素原子の sp3 軌道は、2 番目の炭素原子の sp3 軌道と端から端まで重なり、炭素-炭素 σ 結合を形成します。
この軌道の重なりは、表記法を使用して定義されます。 sp3(C)-sp3(C)。残った sp3 混成軌道はすべて、水素原子の s 軌道と重なり、炭素-水素 σ 結合を形成します。
σ 炭素-炭素結合には、長さ 154 pm の結合と、強度 377 kJ/mol の結合があります。炭素-水素の σ 結合は、メタンの結合よりも 421 kJ/mol の強度で少し弱いです。さらに、エタンの C-C-H 結合角度は 111.2 度であり、これは四面体分子に予想される値に近いものです。
覚えておくべき重要なポイント
- C2H6 または CH3CH3 では、1s 軌道と 3p 軌道 (px、py、および pz) がハイブリダイゼーションのプロセスに関与しています。
- sp3 混成の 4 つの軌道が形成されています。
- エタンのハイブリダイゼーション時に、4 つの類似した結合が完全な四面体形状で作成されます。
結論
エタンでは、炭素原子ごとに 4 つの混成軌道が生成されます。さらに、C2H6 の調製プロセスの時点で、px、py、および pz 軌道を含む 1s 軌道は、sp3 ハイブリダイゼーションを受けます。これにより、各炭素原子に対して 4 つの混成軌道が作成されます。記事の最後にエタンの質問のいくつかのハイブリッド化があり、トピックをよりよく理解するのに役立ちます.
