탄소의 구성, 유형 및 특성에서의 혼성화



그 탄소 혼성화 고유 한 특성을 지닌 새로운 "하이브리드"분자 궤도를 형성하기 위해 두 개의 순수 원자 궤도의 결합이 필요합니다. 원자 궤도의 개념은 이전 궤도의 개념보다 더 나은 설명을 제공하여 원자 내부에서 전자를 발견 할 확률이 더 높은 위치를 근사화합니다.

다른 말로하면, 원자 궤도는 원자 내의 특정 영역에서 전자 또는 한 쌍의 전자의 위치에 대한 아이디어를 제공하는 양자 역학의 표현입니다. 각 궤도는 그 수의 값에 따라 정의됩니다 양자.

양자 수는 전자 (n)에 속하는 에너지, 전자의 움직임 (l)에서 설명하는 각운동량, 자기 모멘트와 관련된 자기 모멘트 (m) 및 전자 스핀은 원자 내에서 이동함에 따라 (S).

이들 파라미터는 궤도의 각 전자 고유하므로 두 개의 전자가 네 개의 양자 수의 정확하게 동일한 값을 가질 수 없으며, 각 궤도 많아야 두 개의 전자에 의해 점유 될 수있다.

색인

  • 1 탄소 혼성화 란 무엇입니까??
  • 2 주요 유형
    • 2.1 Sp3 교잡
    • 2.2 하이브리드 화 sp2
  • 3 참고

탄소 하이브리드 화 란 무엇입니까??

탄소의 혼성화를 기술하기 위해서는 각 궤도의 특성 (형태, 에너지, 크기 등)이 각 원자의 전자 배열에 의존한다는 것을 고려해야한다..

즉, 각 궤도의 특성은 각 "층"또는 레벨에서 전자의 배열에 의존한다 : 코어에 가장 가까운 것에서 가장 바깥쪽에있는, 원자가 층으로 알려진.

가장 바깥 쪽 수준의 전자는 결합을 형성 할 수있는 유일한 사람입니다. 따라서, 두 원자 사이의 화학 결합을 생성하거나 중첩 개의 궤도 (각 원자 중 하나)의 중첩을 형성 할 때,이 밀접 분자의 구조에 관한 것이다.

위에서 언급했듯이, 각 궤도는 최대 2 개의 전자로 채워질 수 있지만 Aufbau 원리를 따라야하며, 궤도는 에너지 준위에 따라 (가장 낮은 것에서 가장 높은 것까지), 아래에 보여줍니다 :

이렇게하면 레벨 1이 먼저 채워집니다.초, 다음 2초, 이어서 2피 원자 또는 이온의 전자 수에 따라 다르다..

따라서, 하이브리드 화는 각 원자가 오직 순수 원자 궤도만을 제공 할 수 있기 때문에 분자에 해당하는 현상이다.초, 피, d, f), 두 개 이상의 원자 궤도의 조합으로 인해 요소 간 연결을 허용하는 하이브리드 궤도 수를 형성합니다.

주요 유형

원자 궤도는 아래와 같이 서로 다른 모양과 공간적 방향을 가지며 복잡성이 증가합니다.

한 가지 유형의 궤도가 있음이 관찰됩니다 초 (구형), 3 종류의 궤도 피 (소엽 형상, 각 엽은 공간 축에 배향 됨), 5 가지 유형의 궤도 d 및 7 가지 유형의 궤도 f, 각 궤도 유형은 그 종류와 정확히 같은 에너지를 가지고있다..

기저 상태에있는 탄소 원자는 6 개의 전자를 가지며 그 구성은 1이다.초22초22피2. 즉, 레벨 1을 차지해야합니다.초 (2 전자), 2초 Aufbau 원리에 따라 (2 개의 전자들) 그리고 부분적으로 2p (나머지 2 개의 전자들).

이것은 탄소 원자가 궤도 2에서 부대 전자가 2 개 밖에 없다는 것을 의미합니다.피, 그러나 메탄 분자의 형성이나 기하학적 구조를 설명하는 것은 불가능하다 (CH4) 또는 기타 복잡한.

그래서이 결합을 형성하기 위해서는 궤도 함수의 하이브리드 화가 필요합니다. 초 및 피 새로운 하이브리드 궤도 심지어 전자 분자의 형성을위한 가장 안정한 구조를 얻을 이중 및 삼중 결합을 설명하기 위해 생성 (탄소의 경우에 대해).

혼성화 sp3

혼성화 sp3 2s, 2p 궤도 함수로부터 4 개의 "하이브리드"궤도 함수의 형성x, 2p및 2pz 시가.

따라서 우리는 레벨 2에서 전자의 재 배열을합니다. 여기에는 4 개의 결합을 형성하기 위해 사용할 수있는 4 개의 전자가 있으며 더 낮은 에너지 (더 큰 안정성)를 갖도록 병렬로 정렬됩니다..

예는 에틸렌 분자 (C2H4), 그 링크는 원자들 사이에 120 ° 각도를 형성하고 평평한 삼각 기하학을 제공한다.

이 경우 단순한 C-H 및 C-C 결합이 생성됩니다 (궤도 때문에) sp2)와 이중 C-C 결합 (궤도 피), 가장 안정한 분자를 형성한다.

혼성화 sp2

sp 하이브리드 화를 통해2 3 개의 "하이브리드"궤도는 순수한 2s 궤도와 3 개의 순수한 2p 궤도로부터 생성됩니다. 또한, 이중 결합의 형성에 관여하는 순수한 p 궤도가 얻어진다 (pi : "π"로 불림).

예는 에틸렌 분자 (C2H4), 그 결합은 원자들 사이에 120 ° 각도를 형성하고 편평한 삼각 기하학을 제공한다. 이 경우 단순한 C-H 및 C-C 결합이 생성됩니다 (sp 오비탈로 인해).2)와 이중 C-C 결합 (p 궤도에 기인)을 통해 가장 안정한 분자를 형성한다.

sp 하이브리드 화에 의해 2 개의 "하이브리드"궤도가 순수한 2s 궤도와 3 개의 순수한 2p 궤도로부터 설정됩니다. 이 방법으로, 두 개의 순수한 p 오비탈이 형성되어 삼중 결합의 형성에 참여한다.

이러한 유형의 하이브리드 화를 위해, 아세틸렌 분자 (C)가 예로서 제시된다2H2), 그 링크는 원자들 사이에 180 ° 각도를 형성하고 선형 기하학을 제공한다.

이 구성을위한 단일 결합을 C-H 및 (인해 SP 궤도에) C-C 및이 삼중 결합의 C-C (즉, 궤도 (P)으로 인해 두 개의 PI 채권), 하부 전자 반발력을 가진 구성을 가져.

참고 문헌

  1. 궤도 교배. en.wikipedia.org에서 검색
  2. Fox, M.A. 및 Whitesell, J.K. (2004). 유기 화학. books.google.co.ve에서 가져옴
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