原子軌道の混合は通常、完全にさまざまなエネルギー、形状、およびその他の特性。
同じエネルギー レベルの原子軌道が最も関与している軌道です。ハイブリダイゼーションで。
ただし、このプロセスでは、完全に満たされた軌道と半分満たされた軌道の両方を互いに同じ量のエネルギーを持っている限り、参加してください。
別の方法として、ハイブリダイゼーションを原子価結合理論の拡張として説明できます。さまざまな系における結合形成、結合エネルギー、結合長の理解に役立ちます。
ハイブリダイゼーションの定義は?
分子内で 2 つの原子軌道が結合して混成軌道を形成すると、個々の原子の軌道のエネルギーが再分配され、同等のエネルギーの軌道が得られます。
これは、分子内で 2 つの原子軌道が結合して混成軌道を形成するときに発生します.
ハイブリダイゼーションは、このプロセスを説明するために使用される用語です。ハイブリダイゼーションのプロセスには、同様のエネルギーを持つ原子軌道の混合が含まれます。最も一般的には、2 つの 's' 軌道または 2 つの 'p' 軌道の結合、または 's' 軌道と 'p' 軌道の混合、's' 軌道と 's' 軌道の混合に関連しています。とりわけ、「d」軌道。
ハイブリッド軌道は、このプロセスの結果として形成される新しい軌道です。 .さらに重要なことに、混成軌道は原子結合特性や分子構造などを説明するのに非常に役立ちます。
説明のために炭素原子の場合を考えてみましょう。この原子は、原子価殻の s 軌道が 3 つの原子価殻の p 軌道と混合する 4 つの単結合を形成し、合計 4 つの単結合になります。
この組み合わせにより、同等の 4 つの sp3 混合物が形成されます。この場合、炭素原子の周りに四面体配置が形成され、4 つの異なる原子に結合します。
ハイブリダイゼーションの最も重要な特徴
1.ハイブリダイゼーションは、エネルギーが等しい原子軌道が集まったときに発生します。
2.混成軌道は、2 つの原子軌道が原子軌道と同じように混ざり合ったときに形成されます。
3.半充填軌道のすべてがハイブリダイゼーション プロセスに参加する必要はありません。また、わずかに異なるエネルギーを持つ完全に満たされた軌道がゲームに参加する可能性もあります。
4.ハイブリダイゼーションは、結合形成プロセス中にのみ発生し、単一の気体原子では発生しません。
5.分子のハイブリダイゼーションが分かれば、分子の形状を事前に予測することができます。
6.混成軌道の大きなローブは常に正の符号を持ち、反対側の小さなローブは常に負の符号を持ちます。
ハイブリダイゼーションにはさまざまな形態があります-
ハイブリダイゼーションは、sp、sp2、sp3、sp3d、sp3d2 として分類できます。 、または sp3d3 は、混合に関与する軌道のタイプに応じて異なります。それらは-
sp ハイブリダイゼーション
sp ハイブリダイゼーションは、1 つの s 軌道と 1 つの p 軌道が同じメインにある場合に観察されます。原子の殻が混ざり合って、2 つの新しい同等の軌道が形成されます。このプロセスの結果として形成される混成軌道は、sp 混成軌道と呼ばれます。その結果、角度が 180° の線状分子が形成されます。
ハイブリダイゼーションの最も一般的なタイプの 1 つは、1 つの の混合です。 ' 軌道と、同じエネルギーの 1 つの 'p' 軌道を組み合わせて、sp 混成軌道として知られる新しい混成軌道を生成します。このタイプのハイブリダイゼーションは、化学産業で最も一般的です。
一部のサークルでは、sp ハイブリダイゼーションは対角ハイブリダイゼーションと呼ばれます。
sp 混成軌道には s と p の文字が同量 – 50% s と 50% の p 文字 – したがって、2 で割り切れます。
sp ハイブリダイゼーションの例は次のとおりです:
BeF2、BeH2、BeCl2 などのすべてのベリリウム化合物は有毒です.
C2H2 などのすべての炭素含有三重結合は、すべての化合物.
sp2 ハイブリダイゼーション-
原子の同じ殻の 1 つの s 軌道と 2 つの p 軌道が結合するとき3 つの同等の軌道を形成することは、sp2 ハイブリダイゼーションと呼ばれます。形成された新しい軌道は、sp2 混成軌道と呼ばれます。
1 つの 's' 軌道と 2 つの 'p' の混合を伴う新しい混成軌道である sp2 として知られる新しい混成軌道を生成するための等しいエネルギーの軌道。
三角対称で形成され、 1200℃に保つ
違いはあるものの、3 つの混成軌道はすべて同じ平面と形状のままです。互いに120°の角度。形成された混成軌道のそれぞれには、33.33 % の「s」と 66.66 % の「p」である文字があります。
中心原子が結合している分子の三角形の平面形状他の 3 つの原子と sp2 混成は、中心原子の sp2 混成の結果です。
sp2 ハイブリダイゼーションの図
BF3、BH3、BH4 などのすべてのホウ素化合物
エチレンは炭素-炭素二重結合を含む炭素化合物です。すべて炭素化合物 (C2H4) です
sp3 ハイブリダイゼーション
sp3 とも呼ばれる四面体混成は、1 つの軌道と 3 つの原子の同じ殻からの p 軌道が結合して、4 つの新しい同等の軌道を形成します。
このタイプのハイブリダイゼーションは、4 つの新しい等価軌道の形成によって特徴付けられます。形成された新しい軌道は、sp3 混成軌道と呼ばれます。
これらは、正四面体の 4 つのコーナーの方向に向けられ、互いに 109°28' の角度を形成します。
sp3 混成軌道では、2 つの軌道の間の角度は 109.280 度です。 .
各 sp3 混成軌道には 25 % の s 文字と 75 % の p 文字があります。混成 sp3 軌道にします。
エタン (C2H6) とメタンは sp3 ハイブリダイゼーションの 2 つの例です。
sp3d ハイブリダイゼーション
sp3d 混成では、1s 軌道、3p 軌道、1d 軌道は一緒に混合され、等しいエネルギーを持つ 5 つの sp3d 混成軌道が形成されます。それらは、三角錐である両錐体幾何学を持っています。
三方両錐対称は、s、p、と d 軌道。
赤道軌道は、水平面にある 3 つの混成軌道です。互いに120°の角度で傾斜しています。それらは水平面にあり、互いに 120° の角度で傾斜しています。
前方軌道と軸軌道は、垂直方向に位置する残りの 2 つの軌道です。赤道軌道に対して 90° の角度をなす平面であり、軸軌道として知られています。
たとえば、五塩化リンでのハイブリダイゼーションがその例です (PCl5)
sp3d2 ハイブリダイゼーション
sp3d2 ハイブリダイゼーションの 1s、3p、および 2d 軌道が混ざり合って形成されますハイブリダイゼーション プロセス後の 6 つの同一の sp3d2 ハイブリッド軌道。
これらの 6 つの軌道は、八面体の 4 つの角の方向を向いています。
それぞれが他方に対して 90° 傾斜しています.
結論-
分子内で 2 つの原子軌道が結合して混成軌道を形成すると、個々の原子の軌道のエネルギーが再分配され、同等のエネルギーの軌道が得られます。
