불안정한 요소는 일반적으로 전자를 잃거나 얻거나 공유하여 다른 요소와 결합합니다. 이것은 화학적 결합이라고합니다. 일반적으로 요소는 원자가 전자의 도움과 함께 다른 사람들과 결합됩니다. 원자가 전자는 원자의 가장 바깥 쪽 쉘에 존재하는 전자입니다. 이것들은 핵에서 멀지 않으며 다른 요소와 쉽게 결합 할 수 있습니다.
혼성화 :
혼성화는 에너지가 약간 다른 중심 원자의 원자 궤도의 혼합 현상과 동일한 모양과 에너지의 동일한 수의 하이브리드 궤도에 대한 재분배의 현상이다. 혼성화는 중앙 원자에서만 발생합니다. 공유 분자에서, 높은 원자가를 갖는 요소는 중심 원자로 간주됩니다.
혼성화의 목적 :
혼성화는 공유 분자와 중심 원자의 원자 궤도 사이에서 발생합니다. 혼성화는 모든 공유 분자에서 발생하지 않지만 메탄, 암모니아 등과 같은 이종성 분자에서 발생합니다. 하이브리드 화는 중심 원자에서 발생하며, 원자가 껍질의 전자가 다른 에너지와 모양의 궤도에 존재합니다.
.혼성화의 중요성 :
하이브리드 화는 중앙 원자에서 발생하여 동일한 에너지를 갖는 궤도를 얻고, 동일한 에너지로 궤도의 겹치는 것이 효과적입니다. 혼성화는 두 요소 사이에 형성된 채권의 유형을 아는 데 도움이됩니다. 공유 결합 원자 사이에 형성된 결합의 유형은 시그마 본드와 PI 결합의 두 가지 유형 일 수 있습니다.
시그마 본드 :시그마 본드는 궤도에 존재하는 전자의 공유에 의해 형성된 공유 결합이다. 궤도 사이에서 관찰되는 겹치는 유형은 정면 겹치거나 축 간 중첩입니다. 이러한 유형의 겹치는 겹치는 겹치는 궤도의 강한 겹치기 때문에 최소 에너지를 가진 안정적인 결합 인 더 강한 결합으로 이어집니다.
PI 결합 :PI 결합은 또한 궤도에 존재하는 전자의 공유에 의해 형성된 공유 결합이다. 궤도 사이에서 관찰되는 겹치는 유형은 옆으로 겹치거나 평행 한 중첩입니다. 옆으로 겹치는 것은 높은 에너지와 안정성이 낮은 결합이 약해집니다.
시그마 본드는 더 강한 결합이며 독립적으로 존재할 수 있지만 PI 본드는 약하고 독립적으로 존재할 수 없습니다.
암모니아 분자의 혼성화 :
암모니아 분자는 분자식 NH3을 갖는다. 암모니아 분자에서, 중심 원자는 VA 그룹 또는 15 번째 그룹 또는 Pnicogens 또는 질소 패밀리에 속하는 질소이다. 암모니아는 약간 기본적인 화합물이며 질소는 비금속입니다. 그리고 그룹 아래에서 기본성이 증가합니다. VA 그룹에 속하므로 질소는 원자가 쉘에 5 개의 전자를 가지며 원자가는 3에 해당합니다. 그리고 몇 가지 화합물에서는 4 개로 연장 될 수 있습니다. 질소는 3 개의 전자 만 사용하여 결합을 형성하며이를 결합 용량 (원자)이라고합니다. 질소는 일반적으로 수소, 산소, 할로겐 등과 같은 다른 원소와 3 개의 결합을 형성합니다.
질소 (N) - 원자 수 - 7
전자 구성은 1S2 2S2 2P3 -지면 상태 구성
입니다.두 번째 쉘은 질소의 원자가 쉘이며, 여기서 전자는 2S 및 2P 궤도에 존재합니다 - 2 초, 2p는 2P1 2PY1 2PZ1의 3 개의 전자가 있습니다. 질소가 결합을 형성해야 할 때는 원자가 껍질에 4 개의 궤도를 모두 사용합니다. 그러나 궤도는 모양과 에너지가 다르므로 혼성화를 겪습니다.
암모니아 분자는 N의 SP3 하이브리드 화에 의해 수득되며, 여기서 질소는 혼성화에서 4 개의 궤도 (2S2 2PX1 2PY1 2PZ1)를 모두 사용한다. 4 개의 원자 궤도는 모두 혼합되어 동일한 수의 하이브리드 궤도를 초래합니다. 그것들은 SP3 하이브리드 궤도이며, 질소는 SP3 하이브리드 화를 겪고 있다고합니다.
암모니아 분자에서, 형성된 4 개의 SP3 하이브리드 궤도 중에서, 3 개의 하이브리드 궤도는 반 채로 또는 단일 전자를 갖고, 네 번째 하이브리드 궤도는 한 쌍의 전자를 갖는다. 단일 전자를 갖는 3 개의 궤도는 시그마 결합을 형성하기 위해 3 개의 수소 원자의 S 궤도와 정면 방향으로 정렬된다. N-H 결합으로 표시되는 N과 H 원자 사이에 3 개의 시그마 결합이 관찰된다. n과 h 사이의 각 선은 결합과 그들 사이에 공유되는 전자의 수를 나타냅니다.
암모니아 분자가 형성된 후, 우리는 N 주위에 3 개의 결합 쌍이 있고 질소에는 1 개의 고독 쌍이 있음을 관찰합니다. n과 h 사이의 결합은 질소의 Sp3 궤도와의 H 궤도의 중첩에 의해 형성된 시그마 결합이다.
.암모니아에서, 고독한 쌍과 본드 쌍의 합은 1+3 =4
입니다.하이브리드 화의 수가 4 인 경우 중심 원자의 혼성화는 SP3입니다. 예상 결합 각도는 109.28이고 기하학은 사면체입니다.
이와는 달리, 암모니아는 삼각 피라미드 형상 및 <109 결합 각도를 보여줍니다.
이유 :
암모니아 분자의 경우, n 주위에 N과 H (N-H) 사이에 3 개의 결합이 있습니다. N은 4 개의 SP3 하이브리드 궤도를 가지고 있으며, 여기에는 3 개의 전자가 짝을 이루지 않은 전자가 있고, 1 개의 궤도는 고독한 쌍 전자가 있습니다. 따라서 3 개의 본드 쌍과 하나의 고독한 쌍이 있으며, 여기에는 서로 가깝게 배치됩니다. 고독한 쌍 결합 쌍 반발뿐만 아니라 본드 쌍 결합 쌍 반발이 존재한다. 결합 쌍 결합 쌍 리퍼스와 비교하여, 고독한 쌍 결합 쌍은 더 강하고 고독한 쌍에서 본드 쌍을 밀어내어 결합 각도가 107로 감소하고 지오메트리에서 삼각 피라미드 형태로의 편차가 감소합니다.
.결론 :
혼성화는 중앙 원자의 원자 궤도의 혼합으로 이어지는 에너지를 재분배하기 위해 에너지가 약간 다른데, 동일한 모양과 에너지의 동일한 수의 하이브리드 궤도를 얻습니다. 암모니아에서, 중심 원자 인 질소 원자는 3 개의 H 원자와 3 개의 시그마 결합을 형성하는 Sp3 혼성화를 겪는다. 고독한 쌍 결합 쌍 반발의 존재로 인해, 암모니아 분자는 예상되는 결합 각 및 기하학과의 편차를 나타낸다.
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