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궤도 겹침


두 원자들 사이의 공유 결합의 발달은 궤도 중첩 원리에 따라 반대 스핀과 원자가 쉘의 전자의 쌍화에 의해 야기된다. 결합 형성은 궤도 겹침으로 인해 발생할 수 있습니다. 궤도 과정에서 두 원자가 서로 가까이 도달하면 서로의 궤도를 뚫고 전자의 본딩 쌍이 상주하는 새로운 하이브리드 화 된 궤도를 설정합니다.

원자 궤도와 비교하여 에너지가 낮기 때문에 하이브리드 화 된 궤도는 안정적입니다. 에너지 조건이 가장 낮습니다. 궤도 겹침은 새로운 하이브리드 화 궤도를 생성하기 위해 하나의 궤도의 부분 침투입니다.

겹침 정도는 얼마입니까?

상호 작용 원자, 질량 및 원자가 전자의 수는 겹침 정도를 결정합니다. 또한, 두 원자 사이에 생성 된 링크가 강할수록 오버랩이 높아집니다. 결과적으로, 궤도 겹침 가설은 궤도를 겹쳐서 원자가 상호 작용하는 방법을 설명하여, 원자가 전자가 공유 결합을 형성하기 위해 원자가 전자가 연결되는 에너지 상태가 낮아집니다.

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궤도 겹침 공유 결합 유형

오버랩의 구조에 기초하여 공유 결합의 두 가지 유형의 궤도 겹치는 것이 존재합니다.

시그마 (σ) 본드

인부 핵 축을 통한 결합 궤도의 엔드 투 엔드 중첩은 시그마 본드를 형성합니다. 축 방향 겹침이라고도하는 정면 겹침 도이 겹침의 이름입니다. 이 궤도 사이에는 세 가지 형태의 축 방향 겹침이 있습니다.

  • S-s 중첩 :이 상황에서 핵 축에 반으로 가득 찬 S- 궤도가 겹칩니다.
  • s-p 중첩 :이 중첩 형태는 하나의 원자가 반으로 채워진 부분적으로 채워진 (50%) s- 궤도가 다른 원자의 부분적으로 채워진 (50%) p- 궤도와 겹칠 때 발생합니다.
  • p-p 중첩 :이런 종류의 겹치는 두 개의 수렴 원자가 P- 조직이 반으로 가득 차있을 때 발생합니다.

PI (π) 본드

원자가 축이 서로 평행하게 유지되고 핵 축으로 가로 지르는 방식으로 겹치면 PI (π) 결합이 생성됩니다. 옆으로 오버랩은 또한 이러한 형태의 겹침에 대한 용어입니다. 

시그마와 PI 본드의 차이

VB와 MO 비교

원자가 결합 (VB) 이론은 전자 쌍이 분자 궤도 (Mo) 가설을 보완하는 분자의 두 특정 원자 사이에 제한되어 있음을 나타냅니다. 그러나 MO 개념은 VB 원칙을 완전히 따르지 않습니다. MO 이론에 따르면, 전자는 분자 궤도에 산란되어 전체 분자를 포함 할 수있다. 간단한 접근법에서 MO 이론은 자기 및 이온화 특성을 결정할 수 있습니다. VB 이론은 비슷한 결과를 제공하지만 이해하기가 더 어렵습니다.

원자 궤도의 겹치

원자의 상호 작용은 다른 유형의 결합을 생성합니다. 본질적으로, 이들 채권의 전하는 긍정적, 중립적이거나 부정적 일 수있다. 그것은 각각의 두 상호 작용 궤도의 서명과 방향에 따라 다릅니다.

  • 양성 원자 궤도 중첩

두 개의 매력적인 원자 궤도의 위상이 동일 할 때, 오버랩은 양수이며 공유 결합이 발생합니다. 두 개의 상호 작용 궤도 ​​(+ 또는 -)의 위상은 궤도 파 함수의 시그니처에 의해 결정되며 에너지와 관련이 없습니다.

  • 원자 궤도 음성 중첩

연결된 두 개의 궤도는 서로 반대되는 위상에 있지만 생성 된 오버랩은 음수이며 연결되지 않습니다.

  • 원자 궤도 겹침은 널입니다

궤도에서 두 개의 상호 작용하는 궤도가 서로 겹치지 않으면 원자 궤도의 겹치는 조건이 발생합니다.

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하이브리드 화

분자의 원자가 함께 결합 될 때, 파 함수는 함께 작동하여 다양한 형태의 적절한 수학적 표현을 생성합니다. 혼성화는 원자 궤도에 관한 파동 함수를 병합하는 과정입니다. 혼성화는 궤도를 다소 다양한 에너지와 결합하여 에너지를 재분배하고 비슷한 모양과 에너지로 새로운 궤도 세트를 만듭니다. 혼성화는 세 가지 형태를 가질 수 있습니다 :

  • SP 하이브리드 화 :원자가 S 궤도는 단일 원자가 P 궤도에 혼합되어 SP 하이브리드 화 과정에서 두 개의 유사한 SP 하이브리드 궤도를 생성합니다.
  • SP2 하이브리드 화 :3 개의 SP2 하이브리드 궤도의 그룹과 단일 가이 브리드 화 된 P 궤도가 전자 밀도의 3 개 영역에 의해 둘러싸인 코어 원자의 원자가 궤도를 구성합니다.
  • SP3 하이브리드 화 :하이브리드는 하나의 궤도를 3 개의 p 궤도와 결합하여 생성됩니다. 원자의 원자가 궤도는 본드 페어링 및 고독한 쌍의 사면체 구성으로 둘러싸인 4 개의 SP3 하이브리드 궤도로 구성됩니다. 

결론

화학적 결합은 원자를 유지하는 힘으로 구성됩니다. 공유 결합, 이온 결합, 좌표 결합 및 수소 결합은 4 가지 유형의 화학적 결합입니다. 2 개의 원자에 대한 전자의 전달에 의해 생성 된 연결은 공유 결합으로 알려져있다. 분자 결합은 또 다른 이름입니다. 안정성을 달성하기 위해, 원자는 총 에너지를 줄이기 위해 단합합니다. 간단히 말해서, 규칙은 필요한 에너지가 필요할수록 생존하기가 더 간단하다고 말합니다. 이 궤도 중첩 연구 자료에서 우리는 공유 결합, 시그마 및 PI 본드에 대해 이야기했습니다. 



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시그마 본드

Pi Bond

하이브리드 궤도의 정면 머리 중첩은 시그마 본드를 형성합니다.

결합 축 아래 및 위에 하이브리드 궤도의 중첩은 PI 결합을 형성합니다.

시그마 연결은 매우 강력하고 오래 지속됩니다.

PI 연결은 부서지기 쉬우 며 불안정합니다.

두 분자 나 원자가 서로 관여 할 때마다 초기 단계는 시그마 결합의 발달입니다.

시그마 본드의 발달에 따라 PI 결합이 형성됩니다.

일반적으로 시그마 본드는 부호 σ로 표시됩니다.

일반적으로 PI 결합은 부호 π로 표시됩니다.

시그마 본드는 알칸, 알켄 및 알키네에서 발생합니다.

PI 결합 형성은 알칸 (포화 분자)에서 발생하지 않습니다. PI 결합은 Alkenes 및 Alkynes와 같은 불포화 화학 물질에서 발생합니다.