p軌道の混成は、分子構造と特性を理解する上で重要な要素です.ハイブリダイゼーションには、化学的に相互作用して結合電子対と非結合電子対を形成する s 軌道と p 軌道の電子が関与します。これらの軌道配置は、sp、sp3、および sp2 混成としてさらに分類されます。ハイブリダイゼーションは、電子がエネルギー準位図に配置された後の原子核の周りの原子軌道の重なりであり、しばしば「分子軌道への原子軌道の寄与」と呼ばれます。エネルギー レベルあたりの AOCM の数は、結合に関与する各要素で利用可能な s、p、および d 軌道の数によって決まります。
sp2 ハイブリダイゼーション:
一部の原子には複数の水素原子が結合しています (CH4 など)。この場合、2 番目の H は +1 のフォーマル チャージを持ちます。 sp2 ハイブリダイゼーションは、1 対の p 電子が 2 つの H 原子間で共有されるときに発生します。
2 番目の水素の形式電荷は化学結合エネルギーを変化させません。電子対を受け入れることができる軌道は 1 つだけです。得られたものは、ｓｐ２ハイブリダイズ分子と呼ばれる。
sp2 ハイブリッドは分子構造と相互作用を表すため、有機化学において重要です。 、共有結合（水分子）とイオン結合（アミノ酸、ステロイド、リン脂質など）の両方。
カルボニル基は、分子軌道の最低空準位を占めています。隣接する原子から孤立電子対を受け入れて結合を形成することはできません。孤立電子対は、sp2 混成結合を介して 2 つの原子または分子間でのみ共有できます。
この分子の最高占有分子軌道は常に sp2 混成です。これは、この四面体分子の最高占有軌道の電子がすべて対になっていることを意味します。孤立電子対を受け入れることができる唯一の軌道は、sp2 ハイブリダイゼーション タイプです。 3 番目の炭素 (表示されていません) には、1 つの酸素原子または別の炭素原子と共有できる孤立電子対があります。
sp2 アセンのハイブリダイゼーション:
カルボニル基は、分子軌道の最低空準位を占めています。隣接する原子から孤立電子対を受け入れて結合を形成することはできません。孤立電子対は、sp2 混成結合を介して 2 つの原子または分子間でのみ共有できます。
この分子の最高被占軌道は不変に sp2 混成です。つまり、この四面体分子の最高被占軌道の電子はすべて対になっています。孤立電子対を受け入れることができる唯一の軌道は、sp2 ハイブリダイゼーション タイプです。 3 番目の炭素 (表示されていません) には、1 つの酸素原子または別の炭素原子と共有できる孤立電子対があります。
sp2 ハイブリダイゼーションの形状:
p軌道は、わずかに正のローブと負のローブを持つ線形配置を持っています片端にローブ。ハートのような形状を持たないこの配置は平面と呼ばれます。 sp2 混成の記号は、sp2 混成軌道対を構成する 2 つの平面のうちの 1 つの平面 (XY) を表します。
sp2 ハイブリダイゼーションの特性:
sp2 混成軌道は線形であり、他の軌道。 s、p、および d 軌道の最も一般的な特性の 1 つは、分子軌道 (MO) レベルと呼ばれる異なる構成でオーバーラップする能力です。
sp2 混成分子軌道には、有機物で非常に役立ついくつかの特定の特性があります。化学：
電子密度は、p 原子軌道に結合した原子またはグループの原子核間に集中しています。
ハイブリダイゼーション プロセスによって、隣接する原子の原子軌道とのかなりの重なりが可能になり、σ (シグマ) 結合と π (パイ) 結合が形成されます。シグマ結合は、分子を一緒に保持する結合です。
混成軌道は共鳴を示します。これは、1 つの電子対が複数の位置に分布することによって、波動関数に違反することなく、2 つの同等の位置間を移動できる効果です。
p 軌道がオクテット規則に従うのと同様に、s および p 電子も同様の挙動を示し、1 つの軌道に最大 8 個の電子が存在できます。 d 軌道と同様に、sp 軌道の電子はスピン軌道結合を示します。 sp2 ハイブリダイゼーションにより、不対電子の存在が可能になります。
分子軌道:
分子軌道の記述は、特に結合していない準位の場合は注意が必要です。結合は固定された形状とエネルギーを持ち、形成された後に変更することはできません。対照的に、ここで説明する軌道は、さまざまな形で配置できます。これらの形状は数学的構造です。仮想軌道自体は、従来の幾何学や 3 次元空間の規則に反する非常に奇妙な空間であるため、説明するのは簡単ではありません。
分子の軌道の形状は、対称要素と個々の軌道ドメインにおける電子対のハイブリダイゼーション。これらの説明は、多くの場合、数式のように見えます。これは、分子とそのさまざまな形状が、より大きく、より複雑な宇宙分子であり、独自の数学を持っているためです。
結論
単結合は電子を分離できません。したがって、s 軌道に 1 つの孤立電子があるとは考えられません。したがって、sp2 ハイブリダイズした分子は常に線形の形状をしています。理論上の軌道は球形になり、どの炭素分子にも線形の分子軌道はありません。 s軌道は厳密に非結合であり、他の軌道と重ならないため、sp混成分子軌道は線形です。 sp2 ハイブリダイゼーション分子の形成中、その結合には孤立電子はありません。
