原子価結合理論では、軌道混成は、原子軌道を混合して、電子対形成に適した新しい混成軌道 (原子軌道とは異なるエネルギー、形状、およびその他の特性を持つ) を生成する概念です。多くの場合アセチレンとして知られている有機化合物エチンは、化学式 C2H2 を持っています。この物質は、化学組成全体が水素原子と炭素原子のみで構成されているため、炭化水素です。
三重結合は 2 つの炭素原子の間に存在し、それぞれがエチン分子内の他の 1 つの水素原子に単独で接続されています。 4 つの原子すべてが約 180 度の結合角で一直線に並んでいることは注目に値します。また、エチン分子の炭素-水素結合の長さは約 106 ピコメートルですが、分子の炭素-炭素結合の長さは約 120.3 ピコメートルであることも注目に値します。
この分子の 4 つの原子はすべて一直線上にあります。エチン質問の混成は、炭素と炭素の間の三重結合がわずか 1.20 Å の長さであることを示しています。両方の炭素は、アセチレンのハイブリッド軌道イメージで sp ハイブリッド化されています。
2s 軌道は 2px 軌道と結合して、sp 混成炭素内で (たとえば x 軸に沿って) 互いに 180° の角度で整列した 2 つの sp 混成軌道を生成します。ハイブリダイズしていない 2py および 2pz 軌道は、y 軸と z 軸に沿って垂直に配置されます。
1s2 2s2 2p2 は、基底状態の炭素の電気的配置を表します。励起すると、2s 軌道の電子の 1 つが 2pz 軌道に移動またはジャンプし、電気的配置が 1s2 2s1 2px1 2py1 2pz1 に変化します。
CH 分子には水素原子が 1 つしか含まれていないため、2s1 軌道と 2pz1 軌道が混成します。各 CH 分子は 2 つの混成 sp 軌道を生成し、その結果 4 つの sp 混成軌道が生成されます。
ハイブリダイゼーション中に、各炭素の 1 つの sp 軌道が水素の 1s 軌道と重なる場合、C-C シグマ結合が生成され、各炭素の 2 番目の sp 軌道が水素の 1s 軌道と重なる場合、2 つの C-H 結合が生成されます。
この構成では、炭素原子は半分満たされた 2p 軌道を 2 つ持ちます。ハイブリダイゼーションに参加する代わりに、これら 2 対の p 軌道は 2 つの pi 結合を形成し、三重結合が形成されます。
エチンのハイブリダイゼーションについて覚えておくべきこと
さらに、エテンのハイブリダイゼーションの問題を解決する際には、次の点に注意することが重要です:
- エチン分子は、シグマ結合が 1 つと炭素-炭素パイ結合が 2 つあるため、sp 混成です。
- 炭素原子は、水素と他の炭素原子との 4 つの結合を確立して C2H2 を生成するために余分な電子を必要とします。その結果、1 つの 2s2 ペアが 2pz 軌道に移動し、現在は空いています。
- 各炭素の 2s 軌道は 2p 軌道の 1 つと結合して、2 つの sp 混成軌道を生成します。
- エチンの 2 つの炭素原子の間には、三重結合があります。
- 各 CH 分子は 2 つの混成 sp 軌道を形成し、その結果 4 つの sp 混成軌道が生成されます。
- ハイブリダイゼーション中に各炭素からの 1 つの sp 軌道が水素の 1s 軌道と重なると、C-C シグマ結合が生成され、各炭素からの 2 番目の sp 軌道が重なったときに 2 つの C-H 結合が生成されます。水素の1s軌道と重なります。この構成では、炭素原子は半分満たされた 2p 軌道を 2 つ持ちます。
- ハイブリダイゼーションに参加する代わりに、これら 2 対の p 軌道が 2 つの pi 結合を形成し、三重結合が形成されます。
重要なエチンのハイブリダイゼーション
エチンの最も注目すべき用途の 1 つは、オキシアセチレン ガス溶接とオキシアセチレン ガス切断です。これは、エチンが非常に熱い炎で燃焼するためです。エチンを酸素で燃焼させると、生成される炎の温度は約 3600 ケルビンであることが知られています。
アセチレンは、さまざまなポリエテン ポリマーの製造にも使用されます。エチンが半水素化されると、エチレン（エテン）に変換されます。この反応の副産物として生成されるエチレンは、最終生成物としてポリエテンを生成するための重合操作の原料として使用できます。
また、ポータブル照明の製造にも使用されます。鉱業活動で使用するために、炭化カルシウムは水と結合してランプに使用されるアセチレンを生成することがよくあります.
結論
エチンは、互いに三重結合している 2 つの炭素原子しかないため、最も単純なアルキンと見なされます。アセチレンとしてよく知られるエチンは、化学式 C2H2 を持っています。この物質は、化学組成全体が水素原子と炭素原子のみで構成されているため、炭化水素です。三重結合は 2 つの炭素原子の間に存在し、それぞれがエチン分子内の他の 1 つの水素原子に単独で接続されています。したがって、4 つの原子はすべて、約 180 度の結合角で一直線に並んでいます。エチン分子は、シグマ結合が 1 つと炭素-炭素パイ結合が 2 つあるため、sp ハイブリダイズしています。
エチンは、オキシアセチレン ガス溶接やオキシ アセチレン ガス切断に使用され、ポリエテン ポリマーの製造や携帯用照明の製造に使用されます。このように、これらのメモを通じて、私たちはエチンのハイブリダイゼーションの重要性を学び、エテンのハイブリダイゼーションの問題を解決することについて議論しました.
