原子価結合理論と混成軌道

価電子結合理論は、化学結合は、球面のs軌道以外のものを含む、部分的に満たされた原子軌道の重なりによって生じることを提案しています。

2つの非球面軌道の間に単一の結合が形成されると、2つの軌道は頭と頭が重なります。

原子軌道の直接と頭の重なりによって形成される共有結合のタイプは、シグマ結合と呼ばれます。

s軌道とp軌道が重なり合って共有結合を形成すると、VSEPRモデルのさまざまな分子形状を生成できません。原子価結合理論は、原子軌道のハイブリダイゼーションまたは混合を通じて、この分子形状を説明するのに役立ちます。

結合に関与する一部の原子軌道は、再結合して、元の軌道のハイブリッド形状の新しい軌道を形成します。原子軌道の初期数と生成される混成軌道の数は常に同じです。

混成軌道は、その構成する原子軌道とは異なる形状をしており、一方の葉が他方の葉よりも大幅に大きい。したがって、電子確率密度は指向性ローブに高度に集中し、他の原子の軌道とより効果的にオーバーラップします。わ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なしで示されます。

例えば、炭素の励起状態では、4つの不対電子を含む1つのs軌道と3つのp軌道が混成され、正四面体の頂点を占める4つの等価なs-p-three軌道が生成されます。

炭素の励起状態で1つのs軌道と2つのp軌道を混合すると、三方晶平面形状の3つの等価なs-p-twoハイブリッド軌道が生成されます。

同様に、1つのs軌道と1つのp軌道の混成により、互いに180度を向いた2つのsp軌道を作成できます。

ハイブリダイゼーションの概念は、複数の結合の形成についても説明します。2つのp軌道のサイドオンオーバーラップにより、pi結合が生じます。

ただし、π結合は、2つの原子間にシグマ結合がすでに存在する場合にのみ、二重結合と三重結合で形成できます。π結合は核間軸の反対側に存在するため、π結合はこの軸を中心に回転できません。