原子軌道の混成 I

sとp の軌道が重なり合って 共有結合を形成していては VSEPR モデルでは様々な 分子形状が得られません 原子価結合法は 原子軌道の混成（混合）を通して この分子形状を 説明するのに役立ちます 結合に関与するいくつかの 原子軌道が再結合して 元の原子軌道と 混成した形状を持つ 新しい軌道を形成します 初期の原子軌道の数と 生成される 混成軌道の数は 常に同じです フッ化ベリリウムは 直鎖状の分子です ベリリウム原子は 基底状態の 2s軌道に見られる 2つの価電子を持っています sの軌道は空のpの軌道の 1つと結合のために 利用できる不対電子を含む 軌道を作成するために 混成します これにより未混成化の 2つのp軌道が残り 元の原子軌道にちなんで 名付けられました 2つのsp混成軌道が 生成されます この混成軌道は その構成原子軌道とは 異なる形状をしており 片方のローブが 他方のローブよりも 著しく大きくなっています そのため 電子の確率密度が 方向性のあるローブに 強く集中し 他の原子の軌道とより効果的に 重なり合うことになります 分かりやすくするために これらの軌道は しばしばマイナーローブを除いて 示されています 半充填された 混成軌道は シグマ結合としても 知られています ２つの同一の共有結合の形成に フッ素原子からの軌道との 端から端までの オーバーラップを受けます 従って フッ化ベリリウムは sp軌道の混成化を表わし 線形であり 180度の 結合角度を有する 三角平面形状の ホウ素三水化物は sp^2混成軌道によって 説明することができます ホウ素は1つの2sと 3つの2pの価数軌道と 3つの価数電子を持っています これらの3つの軌道のうち 1つのs軌道と 2つのp軌道が混ざり合って 3つのsp^2軌道の セットができ それぞれが1つの不対電子を含み 1つの2p軌道は未混成です これらはそれぞれ水素原子の 1s軌道と重なり 3つのシグマ結合を形成します sp^2混成軌道を持つ分子は 120度の結合角を持つ 三角平面形状をしています sp^3混成軌道は メタン分子の四面体形状を 形成します 炭素原子は 4つの価電子を持ちます 2s軌道と3つの2p軌道の 混成により それぞれが1つの不対電子を 保持する4つの等価な sp^3混成軌道が生成されます このsp^3混成軌道は 水素原子の1s軌道と重なり 四面体形状と 109.5度の結合角を持つ メタン分子を 生成します