三重結合は、共有単結合で見られる 2 つではなく、6 つの結合電子を持つ 2 つの原子間の化学的関係です。三重結合は結合次数が 3 であるため、単結合や二重結合よりも強力です。アルキンで最も一般的な三重結合は、2 つの炭素原子の間の結合です。シアニドとイソシアニドは、三重結合を持つさらに 2 つの官能基です。一酸化炭素や二窒素などの一部の二原子分子は、三重結合しています。三重結合は、骨格式で接続された 2 つの原子の間の 3 本の平行線で表されます。
トリプルボンド
私たちの大気の 78% を占める窒素ガスは、地球上で最も強力な化学物質の 1 つです。窒素ガスは、三重結合によって結合された 2 つの窒素原子で構成されているため、これが当てはまります。 2 つの原子が 3 つの電子対を共有すると、三重結合が形成されます。 3 本の平行線は、原子間の三重結合を表すためによく使用されます。
電子はペアになることを覚えておくことが重要です。共有された電子対は、共有結合と呼ばれます。 2 つの電子は、1 つの共有結合で共有されます。三重共有結合は、2 つの共有電子の 3 つのセットで構成されます。三重結合には固有の結合が 3 つしかないという事実にもかかわらず、合計 6 つの電子を共有しています。
電子が6個あるからです。 2 つの炭素間の三重結合は、2 つの炭素間の単結合よりも約 25% 短いです。
三重共有結合の例:
- 窒素 (N2)
- シアン化物 (CN-)
- エチン (C2H2)
以下で議論しましょう:
- 窒素 (N2) :- 三重共有結合を含む分子は窒素です。2 つの窒素 (N) 原子が窒素分子を構成します。各窒素原子には 5 つの電子しかなく、最外殻を完成させるにはさらに 3 つの電子が必要です。その結果、各窒素からの 3 つの電子が接続を形成します。窒素分子は、6 つの電子を共有することで三重共有結合を形成します。
- シアン化物 (CN-) :- 1 つの炭素原子と 1 つの窒素原子で構成される陰イオンは、シアン化物として知られています。炭素 (C) の最外殻には 4 つの電子しかありません。シェルを完成させるには、さらに 4 つの電子が必要です。窒素 (N) には電子が 5 つしかなく、完成するにはあと 3 つ必要です。その結果、各炭素原子と窒素原子は 3 つの電子を共有します。その結果、6 個の電子が共有され、三重共有結合が形成されます。炭素は追加の電子を持っているため、陰イオンです。
- エチン (C2H2) :- アルキンの例はエチンです。 2 つの炭素 (C) と 2 つの水素 (H) 原子がエチンを構成します。炭素 (C) の最外殻には 4 つの価電子があります。軌道を完全に埋めるには、あと 4 つ必要です。水素 (H) の孤立電子は、その軌道を完成させるために必要です。 1個の水素原子が1個の炭素原子と結合すると、単結合が形成されます。別の水素原子が他の炭素原子と結合して、新しい C-H 結合を形成します。ただし、2 つの炭素原子にはそれぞれ 3 つの不対電子があります。それらは力を合わせて 3 つの電子を共有し、合計 4 つの共有電子になります。その結果、2 つの炭素原子が三重結合を形成します。
アルキン
1 つのシグマ結合と 2 つのパイ結合は、アルキンの三重結合を構成します。三重結合内の 2 つの炭素原子と直接結合している 2 つの原子は、sp 混成軌道の形状の結果として同一線上にあります。一置換 (末端) および二置換アルキンは、2 種類のアルキン (内部) です。
アルキンの sp 混成炭素原子は、より高いパーセント s 特性を持ち、炭素原子の結合の特性に大きな影響を与えます。炭素原子は結合内の電子をより安全に保持するため、C-H 結合を均一に切断するにはより多くのエネルギーを必要とします。 C-H 結合は、sp2 および sp3 リンク、および他の原子へのリンクよりも短いです。
三重結合と電子軌道
三重結合を真に理解するには、奇抜で予測不可能な電子が関与して何が起こっているのかをより深く調べる必要があります.
電子は、そのエネルギー レベルと原子核からの距離に応じて、原子の周りを独特の形で飛び回っています。電子配置は、電子が原子の周りに編成される方法であり、電子軌道は電子が占める特定の形状です。電子軌道には、s、p、d、f の 4 つの異なる形があります。 s 軌道と p 軌道は、三重結合に関与しています。
三重結合の各原子は、6 つの電子を均等に分配するために、電子と軌道をシフトする必要があります。各原子の最も外側の s 軌道は、最初に何らかの魔法を使用して p 軌道と融合する必要があります。これは混成軌道です。
結論
混成軌道間のシグマ結合と、混成していない p 軌道間の pi 結合は、三重結合を構成します。二重結合と三重結合を持つ化合物は、結合軸の周りの回転を防ぐため、より安定しています.
三重共有結合は、原子間でそれぞれ 4 つまたは 6 つの電子を共有するため、単一共有結合よりも強力です。
