화학의 혼성화

화학의 궤도 모델

• 궤도 모델은 물리학에서 가장 현대적인 원자 모델이며 화학 (2013년 7월 기준).
• 오비탈은 원자핵 주위의 전자의 확률 범위를 나타냅니다.
• 다양한 유형의 오비탈이 있습니다. 가장 간단한 것은 s 및 p 오비탈입니다.
• s 오비탈은 구형이므로 구형임을 의미합니다. p 오비탈은 아령 모양입니다.
• 당신이 가지고 있는 모든 기간과 함께 주기율표 원소가 내려감에 따라 전자 껍질이 핵 주위에 추가되고 껍질은 1개의 s, 3개의 p 및 기타 더 복잡한 궤도로 구성됩니다.


원자 모델 - 간단하게 설명

다양한 원소의 화학을 이해하려면 원자가 어떻게 ...

• 껍질당 세 개의 p 오비탈은 공간에서 방향이 다릅니다. 하나는 각각 p에 대해 말합니다._NS-, NS_와이- 그리고 피_지-궤도 함수. 그러나 그들은 모두 같은 것을 가지고 있습니다. 에너지, 그들은 퇴화라고합니다.
• 각 오비탈은 최대 2개의 전자로 채워질 수 있으며 스핀이 달라야 합니다.

메탄의 예를 사용한 혼성화

• 혼성화를 설명하는 화학의 고전적인 예는 메탄 분자 CH입니다.₄.
• 탄소 원자에는 4개의 원자가 궤도가 있습니다 - 2s 궤도와 3개의 2p 궤도. 전자 구성은 1s²2s²2p²입니다.
• 메탄에서는 4개의 수소 원자가 탄소 원자에 결합되어 있습니다. 모든 H-C-H-각도 109.5°(이상적인 사면체 각도)이고 4개의 C-H 거리는 모두 108.7pm 길이입니다. 그러나 결합을 위해 탄소 원자에 의해 두 종류의 오비탈이 제공되지만 4개의 ​​수소 원자가 동일하게 결합되는 것이 어떻게 가능합니까?
• 해결책은 오비탈을 혼성화하는 것입니다. 구형 2s 오비탈과 3개의 아령 모양의 2p 오비탈이 혼합되어 4개의 동일한 sp³ 오비탈이 생성됩니다. sp³ 오비탈도 덤벨 모양이지만 덤벨의 한쪽이 다른 쪽보다 상당히 큽니다. 또한 새로 생성된 sp³ 오비탈은 모두 동일한 에너지를 가지며 s 오비탈의 에너지와 p 오비탈의 에너지 사이에 있습니다(하이브리드 오비탈은 축퇴됨).
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• 탄소 원자의 모든 sp³ 궤도는 이제 C-H 결합에 사용할 수 있으며 모든 결합도 마찬가지입니다. 동일한 오비탈에 의해 형성되며, 모두 동일한 길이와 동일한 각도를 형성합니다. NS.
• s와 p 오비탈은 다른 혼성화에 들어갈 수도 있습니다. 하나의 s와 두 개의 p 오비탈은 세 개의 sp² 오비탈을 형성하고 하나의 s와 하나의 p 오비탈은 두 개의 sp 오비탈을 형성합니다. s와 p의 모든 하이브리드 오비탈은 덤벨 모양이며 두 반쪽 사이의 크기 차이만 다릅니다.