ハイブリダイゼーションとは
ポーリングは、分子内の共有結合の性質が等しいことを説明するためにハイブリダイゼーションを導入しました。
- 異なる形状とほぼ等しいエネルギーの原子軌道の混合、および同じ形状と同じエネルギーの新しい軌道を形成するためのエネルギーの再分配。これらの新しい軌道は混成軌道と呼ばれ、この現象は混成と呼ばれます。
ハイブリダイゼーションの特徴
<オール>i) 2 つの原子間の最初の結合は 𝜎 になります。
ii) 同じ 2 つの原子間のもう一方の結合は π 結合になります。
iii) 結合形成に関与しない原子の電子対は、孤立電子対と呼ばれます。
4. 実験条件によっては、1 つの要素で多くのハイブリダイゼーション状態を表すことができます。例えば; C は、その化合物における sp、sp2、および sp3 のハイブリダイゼーションを示しています。
5. 混成軌道は、sp、sp2、sp3 などとして区別されます。
6. lp-lp> lp-bp> bp-bp 間の反発。
7. 混成軌道の方向性は、原子軌道以上のものです。したがって、混成軌道はより強いシグマ結合を形成します。異なる混成軌道の方向性は、次の順序になります。
sp
方法 (I):混成軌道の数 =「𝜎」結合の数 + [中心原子を囲む] 孤立電子対の数。
方法 (II):予測には、次の式を使用できます:
混成軌道の数=12[ Ve+SA+C]
[ Ve=総数中心原子の価電子数、SA =一価原子の総数。 C =チャージ]
例えば。
NH4+ 125+4-1=4 sp3 ハイブリダイゼーション
SF4 12 6+4=5 sp3d ハイブリダイゼーション
NO3- 12 5+1=3 sp2 ハイブリダイゼーション
そのようなタイプの電子対が-
2 つの – sp ハイブリダイゼーション
3 – sp2 ハイブリダイゼーション
4 sp3 ハイブリダイゼーション
5 – sp3d ハイブリダイゼーション
6 – sp3d2 ハイブリダイゼーション
7 – sp3d3 ハイブリダイゼーション
孤立したペアと複数の結合の位置。
孤立ペアが 2 に等しい場合、軸
sp3d3 ハイブリダイゼーションでは、軸結合 <赤道結合の長さ
[注:これは末端原子が同じ場合に適用されます]
a) この混成では、原子の 1 つの s 軌道と 1 つの p 軌道が組み合わされて、sp 混成軌道として知られる形状とエネルギーが等しい 2 つの新しい混成軌道が生成されます。
b) これらの 2 つの sp 混成軌道は、結合角 180⁰ で直線上に配置されます。
c) S字 50%
例;
CO2 分子 (O=C=O):
CO2 分子では、C は 2 つの sp 混成軌道と 2 つの非混成 p 軌道を持っています。
したがって、CO2 分子は線形で、結合角は 180⁰ です。
C-O 結合間の結合長は、π 結合の存在により短縮されます。
CHCH 分子では、各 C 原子に 2 つの sp 混成軌道と 2 つの非混成 p 軌道が含まれています。
a) この混成では、1 つの s 軌道と 2 つの p 軌道が組み合わされて、同じ形状で同等のエネルギーを持つ 3 つの新しい sp2 混成軌道が生成されます。
b) これらの 3 つの sp2 混成軌道は 120° の角度にあり、三角形の平面形状を与えます。
c) s – キャラクター 33.3%
この混成では、分子またはイオンの原子の 1 つの s 軌道と 3 つの p 軌道が組み合わされて、sp3 混成軌道と呼ばれる 4 つの新しい混成軌道が生成されます。
I) 混成軌道間の角度 109⁰28’
C 原子は 4 つの電子を 4 つの水素原子と共有します。
II) これらの混成軌道から得られる形状は、四面体になります。
I) この混成では、1 つの s 軌道、3 つの p 軌道、および 1 つの d 軌道が組み合わされて、sp3d 混成軌道と呼ばれる形状とエネルギーが同等の 5 つの新しい混成軌道が得られます。
II) これらの 5 つの混成軌道のうち、3 つの混成軌道は 120° の角度にあり、2 つの分子は三方晶になります。 混成軌道は、三角平面、両錐体である 3 つの混成軌道の平面に垂直です。
たとえば、sp3d ハイブリダイゼーションを示す PCl5
III) このハイブリダイゼーションでは、dx2 軌道は s および p 軌道とハイブリダイズします。
IV) このようにして、5 つの sp3d 軌道が 5 つの Cl 原子と 5 シグマ結合を形成し、PCl5 の分子を生成します。この分子の形状は三角両錐です
V) 2 つのアキシャル P-Cl 結合は、3 つのエクアトリアル bp の電子と 2 アキシャル b.p. の間の反発により、3 つのエクアトリアル P-Cl 結合よりも長くなります。
a) この混成では、1 つの s 軌道、3 つの p 軌道、および 2 つの d 軌道 (dz2、dx2-y2) が混合されて、sp3d2 混成軌道として知られる 6 つの新しい混成軌道が生成されます。
b) 上記の 6 つの混成軌道から得られる分子の形状は、対称的な八面体または四角両錐になります。
c) すべての混成軌道間の角度は 90⁰ になります。
例:SF6、AlF6-3、PF6-、ICl5、XeF4 .
d) ハイブリダイゼーションに参加する 2 つの「d」軌道は dx2y2 と dx2 です。
例:SF6
a) この混成では、1 つの s 軌道、3 つの p 軌道、および 3 つの d 軌道が混合されて、sp3d3 混成軌道として知られる 7 つの新しい混成軌道が生成されます。
b) これらの 7 つの sp3d3 軌道は、五角両錐体の形状で構成されています。
c) 5 つの結合は 72⁰ で、10 の結合角は 90⁰ です。
d) IF7 と XeF6 は、sp3d3 ハイブリダイゼーションを示す例の一部です。
このテキストでは、ハイブリダイゼーションのようなハイブリダイゼーションの概念、その重要な機能、およびハイブリダイゼーションの種類を発見しました。 sp3、sp2、sp3d、sp3d2、sp3d3 などのさまざまなタイプのハイブリダイゼーションと、その例をいくつか見てきました。この記事を読んだ後、任意の分子の形状のハイブリダイゼーションを決定できます。この章をよりよく理解するために、結晶場分裂理論や結晶場分裂エネルギーなどの他のトピックがユーザーに提案されています。ハイブリダイゼーション状態の決定:
ハイブリダイゼーションの種類
A) sp ハイブリダイゼーション:
B) Sp2 ハイブリダイゼーション:
C) Sp3 ハイブリダイゼーション:
D) Sp3d ハイブリダイゼーション:
E) sp3d2ハイブリダイゼーション:
F. sp3d3 ハイブリダイゼーション:
結論
