新しい軌道と昔の軌道の一番の違いは、軌道の力と形です。
ハイブリダイゼーションは、元素の軌道が結合して原子の新しい軌道を生成するメカニズムです。要素が使用されたときに形成される多くの種類の結合、結合長、およびエネルギーについて学習するために使用されます。
ハイブリダイゼーションは、ある意味では、原子価の概念の拡張です。この混成の結果、要素内のエネルギーが再分配され、同等のエネルギー範囲が形成されます。混成軌道は、混成の結果として作成される新しい軌道です。
ハイブリダイゼーションの種類
ハイブリダイゼーションは、sp³、sp²、sp、sp³d、sp³d² または sp³d³ ごとに分類できます。
- sp 混成は、1 つの「s」軌道と 1 つの「p」軌道が結合を確立して、線形結合として知られる新しい混成軌道を形成するときに発生します。これは、両端間の 180 度の角度を記録するため、対角ハイブリダイゼーションとしても知られています。各 sp 混成軌道には、同量の s および p 文字が含まれます。たとえば、BeCl2
- 原子の同じシェル内の 1 つの軌道と 2 つの p 軌道が結合して 3 つの同一の軌道を形成することは、sp² ハイブリダイゼーションとして知られています。 3 つの端の間に 120 レベルの非対称な姿勢があるため、三角交配とも呼ばれます。この接続は p によって支配されます。たとえば、エチレン
- 1 つの「s」軌道と 3 つの「p」軌道が混成して、sp³ ハイブリダイゼーションで排他的な形状と強度を持つ 4 つの等しい軌道を形成します。軌道の停止ごとに 109.28 段階を測定する姿勢。たとえば、エタンとメタン。すべての混成軌道には、25% の s 特性と 75% の p 特性があります。
- 1 つの「s」軌道、3 つの「p」軌道、および 1 つの d 軌道が混成して、特殊な形状とエネルギーを持つ sp3d 混成軌道を形成します。 s、p、および d 軌道の組み合わせにより、三方両錐対称が得られます。五塩化リンでのハイブリダイゼーションも sp³d ハイブリダイゼーションの例です。
炭素のハイブリダイゼーションのタイプ
炭素原子は、2 つの二重結合または 1 つの三重結合によって他の 2 つの原子に結合している場合、sp 混成状態になることがあります。 sp 内の分子は、ハイブリダイゼーション中に 180° の結合角を持つ原子の線形配列を持っています。
sp ハイブリダイゼーションの概念を使用して、三重結合を持つアルキンの化学結合を説明できます。 2 つの sp 軌道と閉じた p 軌道は、2s 軌道と 3 つの p 軌道の最良のものを混合した結果です。これは sp ハイブリダイゼーションに影響します。たとえば、CO2 sp ハイブリダイゼーション。
ハイブリダイゼーション sp²
このタイプのハイブリダイゼーションでは、1 つの s 軌道と 2 つの p 軌道の間で結合が発生します。 3 つの原子が 2 つの単結合と 1 つの二重結合で三角形を形成し、混成軌道が三角形のパターンで配置されます。結合間の角度は 120°です。
例 :グラファイト sp² ハイブリダイゼーション。
ハイブリダイゼーション sp³
炭素原子は、sp³ ハイブリダイゼーションで 4 つの異なる原子に結合しています。この例では、原子の同一シェル内の 1 つの s 軌道と 3 つの p 軌道が結合して、4 つの新しい等しい軌道を形成します。軌道は、109.5° の結合遠近法で四面体パターンに配置されます。
例 メタン sp³ ハイブリダイゼーション。
ハイブリダイゼーションの重要な特徴
- ハイブリダイゼーションを行うには、原子軌道に適切な割合のエネルギーが必要です。
- 混成は、満たされているかどうかにかかわらず、どの軌道でも発生する可能性があります。
- 細部がハイブリダイゼーションを起こしていることに気付くのは、それが結合を確立するにはほど遠いときであり、気体状態で遠く離れているときではありません。
- さまざまな軌道が結合して結合を形成することを利用して、さまざまな混成軌道を発見できます。
結論
ハイブリダイゼーションは、2 つの原子軌道をマージしてまったく新しいハイブリッド軌道のセットを生成するプロセスとして定義されます。完全に異なるエネルギー、形状などを持つ混成軌道の開発は、この混合の結果です。ハイブリダイゼーションの最も一般的な方法は、同等の強度の原子軌道を使用することです。ただし、エネルギーが同じ場合、完全に満たされた軌道と半分満たされた軌道の両方がこのように参加できます。ハイブリダイゼーションの概念は、結合形成、結合エネルギー、および結合長を理解できるようにする原子価結合原理の発展です。
