화학에서, 혼성화는 원자의 원자 궤도가 어떻게 분자에 형태와 특성을 제공 하는가이다. 이 단어는 또한 단일, 이중 또는 삼중 결합과 같은 유기 화학 결합의 유형을 설명하는 데 사용됩니다. 혼성화는 또한 전체 채권 세트를 설명 할 수 있습니다. 이러한 다양한 유형의 채권을 이해하려면 전자 공유에 관련된 다양한 궤도를 보는 것이 필수적입니다.
SP3D 혼성화 란 무엇입니까?
SP3D 하이브리드 화는 두 개의 다른 원자가 원소의 두 결합을 공유 할 때 발생합니다. 각 원자는 다른 원자와 전자 쌍을 공유하고 하나의 원자에서 단일 P 궤도를, 다른 원자에서 궤도로 취한다는 것을 의미합니다. 이 유형의 하이브리드 화는 결합에 관련된 3 개의 원자 궤도를 공유하기 때문에 SP3D라고합니다.
.SP3D의 첫 번째 문자는 각 요소에 대한 결합의 절반을 형성하는 데 사용되는 원자 궤도를 설명합니다. 두 번째 문자는 본드의 나머지 절반을 형성하는 데 사용되는 원자 궤도를 설명합니다. 세 번째 문자는 원자의 궤도 위와 아래의 궤도를 설명합니다.
SP3D 하이브리드 화 모양 및 구조
SP3 하이브리드 화를 갖는 분자는 때때로 "T 형 하이브리드 화"또는 "사면체 혼성화"라고 불립니다. 이 분자는 결합 각인이 109 ° 인 사면체 모양을 갖는다. 혼성화의 T 자형은 기하학 및 결합 각도를 설명 할 수 있습니다. SP3D 하이브리드 화를 함유하는 분자의 구조는 대칭 축이 지그재그 체인으로 알려진 결합과 함께있는 사면체 형상을 갖는다. 두 이웃 (C-C 및 C-O)의 결합 각은 109 °입니다.
예를 들어. CH4
접지 상태의 SP3D 하이브리드 화 분자에서, 두 원자는 4 개의 전자 쌍을 모두 공유한다. 다른 두 궤도는 수료되지 않은 p 궤도입니다. 이 두 마이 브리 지화 된 궤도는 분자의 평면에 수직이며 결합 축을 따라 방향을 지정합니다.
SP3D 혼성화 특성
이들 결합의 특성은 이온 성, 공유 및 SP 혼성화와 동일하다. SP3D 혼성화의 가장 놀라운 특성은 그들의 극성과 방향족입니다.
- 극성 :SP3D 혼성화를 함유하는 분자는 분자의 작은 공간 영역에 위치한 작은 쌍극자를 갖는다. 전하가없는 넓은 영역이 이온 성 화합물과 같은 다른 분자와 상호 작용하기 때문에 극성을 유발합니다. 쌍극자는 SP3D 결합에 존재하며 그 모양을 제공합니다. 이 특정 모양은 극성을 가지므로 편광 결합이라고합니다.
극성 분자에는 순 전하가 있기 때문에 전자 쌍을 기증하기 위해 반대로 하전 된 이온이 있어야합니다. 분자의 전자는 공유 결합에 도달 할 때까지 반대로 하전 된 이온과 상호 작용하고 영구적 인 쌍극자를 유발할 때까지 영구적 인 변화를 일으킨다.
.- 방향족성 :공액 고리를 함유하는 SP3D 혼성화를 함유하는 분자는 방향족으로 간주된다. 또한 벤젠 분자에서도 볼 수 있습니다. 벤젠 분자를 면밀히 조사한 결과 SP2 하이브리드 화 된 원자 및 SP3D 결합으로 구성된 다수의 결합이 포함된다. 이러한 다중 결합 조합은 벤젠 분자를 다른 전형적인 방향족 분자에 비해 독특하게 만듭니다.이 유형의 결합으로 만 구성 될 수 있습니다.
SP3D 혼성화 중요성
세계에서 가장 일반적으로 사용되는 화학 물질 중 하나는 Terephthalic Acid입니다. 그것은 폴리 에스테르를 생성하는 데 사용되며, 그 구조에는 SP3D 혼성화 및 공유 및 이온 결합이 포함되어 있습니다. 이 결합은 폴리 에스테르에게 강도, 유연성 및 내구성을 제공합니다.
벤젠은 또한 그 구조에 SP3D 혼성화 및 공유 및 이온 결합을 갖는다. 과일 향기를 생성하는 데 사용되며 그 구조는 또한 방향족 결합을 포함합니다.
벤젠은 상당히 일반적인 분자이고 그 구조는 SP3D 혼성화 및 공유 및 이온 결합을 함유하기 때문에 화학자들은 그것을 광범위하게 연구했습니다. 이 연구의 결과 로이 분자가 어떻게 작용하는지에 대한 여러 가지 이론이 있습니다.
다양한 이온 및 공유 결합을 갖는 분자 기하학에 기초하여 분자의 중량 (ΔG)을 계산할 수있다. SP3D 혼성화를 함유하는 분자에 대한 ΔG를 계산하기위한 적용은 대부분 이론적이다.
결론
결론은 SP3D 혼성화가 VSEPR 이론에 의해 설명 될 수 있으며, 여기서 3 개의 원자가 전자 쌍을 기증하여 120 ° 및 108 °의 각도를 갖는 삼각형 이피라미드 모양을 형성한다. 삼각형 bipyramid는 삼각형, 팔면체 및 사면체로 구성됩니다. 사면체는 결합에 직면하고 다른 두 그룹은 원자와 달리 그것을 향합니다. SP3D 결합을 갖는 분자는 결합이 어떻게 편광되는지에 따라 이온처럼 반응 할 수 있습니다.
SP3D 혼성화가 존재하는지 여부를 결정하기위한 수많은 연구가 수행되었습니다. 일부 과학자들은 SP3D 혼성화가 SP3 하이브리드 화와 다르다는 가설
