탄소 원자는 흥미로울 때 sp³ 혼성화를 겪습니다. 그러나 메탄 분자의 합성은 탄소 원자를 둘러싼 공간에서 사면체 대칭으로 정렬 된 4 개의 반으로 채워진 SP³ 하이브리드 궤도를 초래한다. 이들 각각의 Sp³ 하이브리드 궤도는 하나의 수소 원자와 SP³-S 결합을 생성한다. 결과적으로, 4 개의 수소 원자가 4 개의 σ 결합을 탄소와 형성한다. 여기서 우리는이 혼성화가 어떻게 수행되는지 알고 혼성화 프로세스를 완료하기위한 요구 사항은 무엇입니까? 이 기사는 메탄이 어떻게 하이브리드 화되어 있는지 설명하고 메탄의 혼성화에 대해 더 많이 설명합니다.
하이브리드 화가 뭐야?
메탄 노트의 혼성화에 따르면, 혼성화는 새로운 유형의 하이브리드 화 된 궤도를 형성하기 위해 두 개의 원자 궤도를 병합하는 과정이다. 원자의 혼합으로 인해 이러한 하이브리드 궤도는 다른 에너지, 기하학 등을 가지고 있습니다.
동일한 에너지 수준을 나타내는 원자 궤도는 주로 혼성화를 담당합니다. 그들의 에너지가 동일하다면, 에너지가 동일하다면 채워진 궤도와 반으로 가득 찬 궤도는 하이브리드 화 과정에 참여할 수 있습니다. 이 과정은 또한 End Bonds 이론의 확장이라고 할 수 있으며, 이는 결합 형성, 본드 에너지 및 결합 길이를 이해하는 데 도움이됩니다.
이 과정으로 형성된 새로운 궤도를 하이브리드 궤도라고합니다. 이 궤도는 또한 분자 형상 및 다른 원자 결합 특징을 정의합니다.
예를 들어, 탄소 원자가의 S-궤도는 4 개의 단일 결합을 생성하기 위해 3 개의 원자가 쉘의 p 궤도 쉘과 결합한다. 따라서이 조합은 4 개의 SP³ 믹스를 생성하는 데 도움이됩니다. 탄소가 4 개의 별개의 원자와 결합되면 사면체 배열로 구성됩니다.
하이브리드 화의 두드러진 특징
- 원자 궤도의 에너지가 동일 할 때 혼성화가 발생합니다.
- 분자의 혼성화가 미리 알려진 경우 분자의 모양을 예측할 수 있습니다.
- 생성 된 궤도의 수는 원자 궤도의 수와 같습니다.
- 혼성화는 단일 기체 원자에서 발생하지 않습니다. 대신, 그것은 결합 형성 중에 발생합니다.
- 하이브리드 화가 반으로 가득 찬 궤도의 참여를 반드시 포함하지는 않습니다. 채워지지만 에너지가 거의없는 궤도 도이 과정에 참여할 수 있습니다.
- 하이브리드 궤도의 더 큰 로브는 항상 긍정적입니다. 동시에, 반대쪽의 작은 엽은 항상 부정적입니다.
다른 혼성화 형태
- 선형 :2- 전자 그룹의 상호 작용은 180 °의 궤도 각도로 SP 혼성화를 초래합니다.
- Trigonal Planar :삼각 평면 혼성화는 3 개의 전자에 의해 형성되어 SP² 하이브리드 화를 초래하고, 궤도는 120 ° 간격으로 나타납니다.
- 사면체 :사면체 하이브리드 화에는 109.5 ° 궤도 각도로 sp³ 혼성화가 있습니다. 이 혼성화에서, 4 개의 전자 그룹이 관여한다.
- Trigonal Bipyramidal :5 개의 전자 그룹은 90 ° 및 120 °의 궤도 각도로 sp³d 혼성화를 초래합니다.
- 팔면체 :팔면체 하이브리드 화는 6 개의 전자 그룹의 결과로 sp³d² 하이브리드 화를 초래하고 궤도는 90 ° 간격입니다.
하이브리드 화 유형을 식별하기위한 규칙
화학 물질 또는 이온의 하이브리드 화 유형을 결정하려면 다음 규칙을 따라야합니다.
- 총 원자가 전자 수를 찾으십시오
- 이중 또는 옥켓 이중 수를 계산
- 고독한 쌍 전자 찾기
궤도의 수 =이중 또는 옥트 수 + 고독한 쌍 전자 수
- 고독한 전자 쌍이없는 경우, 궤도와 분자는 다른 지오메트리를 가질 것입니다.
SP 3 메탄의 혼성화
원자가 본드 이론은 궤도 하이브리드 화라는 개념을 사용합니다. 예를 들어, 4 개의 원자가의 탄소 궤도 (1 개의 2 및 3 개의 2p 궤도) 결합 (명심하십시오 :궤도는 방정식에 의해 정의됩니다). 4 개의 동등한 하이브리드 궤도를 생성합니다. 이것들은 하나와 3 개의 p 궤도로 구성되어 있기 때문에 sp³ 궤도로 알려져 있습니다. 탄소상의 4 개의 원자가 전자 각각은 이제 단일 sp³ 궤도가된다. 결과적으로 새로운 전자 구성에서 4 개의 짝을 이루지 않은 전자가 형성됩니다.
SP³ 궤도는 S 및 P 원자 궤도의 조합입니다. 전자는 각 sp³ 히브리드 궤도에 머무르며이 전자는 서로를 끌어들이지 않습니다.
4 개의 sp³-hybridized orbitals는 전자 반발을 최소화하기 위해 가능한 한 멀리 떨어진 탄소 핵을 돌립니다. 그것은 VSPER에 의해 예측 된 사면체 구조를 초래한다. "SP³ 하이브리드 탄소 원자"는 메탄에 존재하는 탄소 원자입니다.
SP³ 하이브리드는 사면체의 네 모서리에 더 큰 엽을 가지고 있으며, 이는 2 개의 궤도 사이에 109.28o의 각도를 형성합니다.
결론
여기서, 우리는 메탄의 혼성화, 메탄이 혼성화되는 방법 및 메탄 하이브리드 화에서 일어나는 일에 대해 모든 것을 배웠습니다. 메탄 하이브리드 화에 관해서는, 코어 탄소 원자는 sp³ 혼성화된다. 탄소의 원자가 쉘에서, 1 개의 궤도 및 3 개의 2p 궤도가 결합되어 동일한 에너지와 모양의 4 개의 sp³ 하이브리드 궤도를 형성한다.
