sp2ハイブリダイゼーション

テキスト「炭素ハイブリダイゼーション」およびでは、ハイブリダイゼーションが不完全な原子軌道の融合からなり、ハイブリッドまたは混成軌道と呼ばれる新しい軌道を生み出すことが示されました。

ハイブリダイゼーションには、sp ³ 、sp ² 、sp の 3 つのタイプがあります。

sp ²ハイブリダイゼーションは、炭素が 1​​ つの二重結合と 2 つの単結合、つまり 3 つのシグマ結合 (σ) と 1 つのパイ結合 (π) を形成するときに発生します。

この炭素が作るスリー シグマ結合は、1 つの「s」軌道と 2 つの「p」軌道から生じる混成軌道によるものであり、そのためsp ²混成という名前が付けられています。

sp ²ハイブリダイゼーションがどのように起こるかを理解するために、ホルムアルデヒドとしてよく知られているメタナールを例として取り上げます。その分子は次のとおりです。

ザ
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は？わ？ H

基底状態の炭素の原子番号は 6 であるため、6 つの電子が次のように分布しています。

しかし、2s 副準位からの電子はエネルギーを受け取って 2p 副準位にジャンプし、4 つの混成軌道を形成し、炭素が 4 つの共有結合を形成できるようにします。

しかし、ホルムアルデヒド分子内の炭素はパイ結合を形成し、このタイプの結合は純粋な「p」軌道でのみ発生することがわかっています。したがって、炭素の「p」軌道の 1 つがこの結合用に予約されています。

シグマ結合には 3 つの混成軌道 (1 s と 2 p) が残っていることに注意してください。したがって、sp ²ハイブリダイゼーションプロセスは次のスキームで表すことができます。

したがって、ホルムアルデヒド分子の形成では、原子軌道で次のことが起こります。

各水素原子の結合軌道は s 軌道です。この要素には電子が 1 つしかないため、この軌道は不完全となり、球で表されます。

酸素の 2 つの結合原子軌道は「p」です。

したがって、各水素は炭素とシグマ結合を形成し、酸素は炭素原子とシグマ結合およびパイ結合を形成します。これがどのように起こるのか、また、形成される各接続がどのように分類されるのかを確認してください。

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