ハイブリダイゼーションは、「新しい構造、結合、軌道の作成に関与する」要素の特性です。同じ原子の2つ以上の軌道が同じエネルギーを持つ場合、互いに結合します。ただし、軌道が完全に満たされておらず、エネルギーが等しい場合でも結合できます。結果として、等しいエネルギーを持つまったく新しい軌道が得られます。さらに、ハイブリダイゼーションにはいくつかのタイプがあります。ハイブリダイゼーションの各タイプは、異なるインスタンスの結果です。 sp、sp2、およびsp3のハイブリダイゼーションの結果を調べてみましょう。
sp、sp2、sp3 のハイブリダイゼーションについて
ハイブリダイゼーションには、原子軌道をカバーして、新しい性質を持つ新しい軌道を形成することが含まれます。さらに、ハイブリダイゼーションは、sp、sp2、sp3 などの多くのタイプで配布されます。
Sp ハイブリダイゼーションとは、1 s 軌道と 1 p 軌道を混合して sp 混成軌道を形成することを意味します。このプロセスは sp ハイブリダイゼーションと呼ばれます。 s および p 軌道数のわずかな増加は、新しい混成軌道につながります。
たとえば、1 s と 2 p を重ね合わせると、sp2 混成軌道が形成されます。このプロセスは、sp2 混成として知られています。一方、1 s が 3 p 原子軌道と重なると、sp3 混成軌道と呼ばれる新しい混成軌道が形成されます。
軌道 | ハイブリッド構造 |
| 線形 |
sp2 | 三角 (または三角平面) |
sp3 | 四面体 (または四面体) |
sp ハイブリダイゼーションの概要
化学では、ハイブリダイゼーションは、2 つの原子軌道をブレンドして新しい混成軌道を作成する手順として説明されます。新しい原子が結合を確立するとき、s や p などの異なる軌道から電子を受け取る必要があります。
s と p から電子を放出した後、電子のエネルギー準位に不均衡が生じます。この不均衡を補うために、s と p は互いに融合して、sp 軌道と呼ばれる新しい混成軌道を形成します。このプロセスは sp ハイブリダイゼーションと呼ばれます。
さらに、プロセスは次のレベルに達し、sp2 と sp3 の混成軌道が形成されます。
sp2 ハイブリダイゼーションの概要
この種のハイブリダイゼーションは、1 つの s と 2 つの p 核軌道の混合です。適切な混成の後、三方混成軌道として知られる 3 つの新しい軌道構造を作成します。これらの 3 つの混成軌道はエネルギーが等しい。
形成された混成軌道には、s 軌道よりも高いエネルギーと p 軌道よりも低いエネルギーが含まれます。新しい混成軌道は、120 度の結合角で結合された三方晶構造の形を取ります。
sp3 ハイブリダイゼーションの概要
Sp3 ハイブリダイゼーションは、1 つの 2s 軌道が 3 つの 2p 軌道と融合して混成軌道構造を形成するときに形成されます。形成された構造は四面体であり、これは同じ特徴を持つ 4 つの混成軌道を意味します。
これらの sp3 混成軌道は同じレベルのエネルギーを持ち、非局在化されています。 sp3 ハイブリダイゼーションでは、s の 25% があり、残りの 75% は p 軌道文字で構成されます。
sp3 混成軌道の結合角は約 109.5 度で、四面体を形成します。
sp、sp2、sp3 ハイブリダイゼーションの違い
sp | sp | sp3 |
1 s 軌道と 1 p 軌道の組み合わせです。 | 1 s 軌道と 2 p 軌道のブレンドです。 | 1 s 軌道と 3 p 軌道のブレンドです。 |
s と p はそれぞれ 50% 貢献します。 | このタイプのハイブリダイゼーションでは、s が 33.33% 寄与し、p が 66.66% 寄与します。 | このハイブリダイゼーションでは、s はわずか 25% に貢献し、p は約 75% に貢献しています。 |
結合角は 180 度です。 | 結合角は 120 度です。 | 結合角は 109.5 度です。 |
ハイブリダイゼーション後、線形構造を形成します。 | 三方軌道構造を形成しています。 | ブレンド後、この種のハイブリダイゼーションは四面体軌道構造を形成します。 |
結論
この記事では、sp、sp2、および sp3 のハイブリダイゼーションの結果について説明します。議論した後、各タイプのハイブリダイゼーションは、主に結合軌道の割合など、さまざまな要因によって発生すると結論付けることができます。
sp、sp2、およびsp3のハイブリダイゼーションのみを説明したように、2つの主要な軌道「s」と「p」がありました。これらの軌道は、分子の形状といくつかの特性を決定します。
1 つの「s」軌道と 1 つの「p」軌道が結合するたびに、それらは sp ハイブリダイゼーションになります。さらに、1 つの「s」軌道と 2 つの「p」軌道が結合すると、sp2 ハイブリダイゼーションが結果になります。最後に、1 つの「s」軌道と 3 つの「p」軌道が結合すると、結果は sp3 ハイブリダイゼーションになります。以下は、疑いを明確にするための sp、sp2、および sp3 ハイブリダイゼーションの質問です。