발렌스 본드 이론과 혼성 궤도

valence 본드 이론에 따르면, 공유 결합 결과: (1) 한 원자에 궤도는 두 번째 원자에 궤도를 겹치고, (2) 각 궤도에서 단일 전자가 결합되어 전자 쌍을 형성한다. 공유 결합의 강도는 관련된 궤도의 중첩 정도에 따라 달라집니다. 궤도가 두 핵 사이의 직항선에 겹칠 때 최대 중첩이 가능합니다.

σ 결합(루이스 구조의 단일 결합)은 전자 밀도가 핵축을 따라 지역에 집중되는 공유 결합이다. π 결합은 두 개의 p 궤도의 나란히 겹치는 결과로 발생하는 공유 결합입니다. π 결합에서 궤도 중첩 영역은 핵 축의 반대편에 놓여 있으며 축을 따라 노드 (전자를 찾을 가능성이없는 평면)가 있습니다. 모든 단일 채권은 채권σ, 여러 채권은 σ 채권과 π 채권으로 구성됩니다.

원자가 분자에 함께 결합될 때 원자 궤도의 파도 함수가 결합되어 모양이 다른 새로운 수학적 설명을 생성할 수 있습니다. 이 프로세스는 혼성화라고 하며 원자 궤도의 선형 조합에의해 수학적으로 수행됩니다. 생성된 새로운 궤도를 하이브리드 궤도라고 합니다.

공유 결합 원자에서만 형성되는 하이브리드 궤도의 모양과 방향은 고립된 원자의 원자 궤도와 다릅니다. 하이브리드 궤도의 수는 이를 생성하기 위해 결합된 원자 궤도의 수와 같습니다. 하이브리드 궤도 세트의 모든 궤도는 모양과 에너지에 동등하며, 이들의 방향은 VSEPR 이론에 의해 예측된다. 하이브리드 궤도는 σ 결합을 형성하기 위해 겹치고, 비하이브리드 궤도는 겹쳐 π 결합을 형성합니다.

예를 들어, 탄소의 흥분 상태에서, 하나 2s와 3 2피 궤도는 4 개의 퇴화 하이브리드 sp³ 궤도 지향 tetrahedrally 항복 혼성화를 겪는다. 메탄 분자에서, 4개의 수소 원자각각의1개의 궤도는 시그마(σ) 결합을 형성하기 위하여 탄소 원자의 4개의 sp³ 궤도 중 하나와 겹칩니다.

마찬가지로, 탄소의 2p 궤도 중1개와 2p 궤도의 혼합은 삼각 평면 형상을 가진 3개의 동등한 sp² 하이브리드 궤도를 생성하고, 12s 와 2p 궤도 중 하나의 혼성화는 서로 180° 지향되는 두 개의 스프 궤도를 생성한다.

원자의 경우, 원자 아편 에 d 궤도를 가진 원자의 경우, 5 개의 원자 쉘 원자 궤도 (1 s,3 p및 d 궤도 중 하나)의 혼성화는 삼각 바이 피라미드 형상을 가진 5 개의 Sp³d 하이브리드 궤도를 제공합니다. 6개의 하이브리드 궤도의 옥타히드랄 배열은 6개의 원자 포탄 원자 궤도(1개, 3p및 d 궤도의 2개)의 혼합에 의해 얻어지며, 6개의 Sp ³d² 하이브리드 궤도를 산출한다.

이 텍스트는 오픈 탁스, 화학 2e, 섹션 8.1 발렌스 본드 이론 및 섹션 8.2 하이브리드 원자 궤도에서 적응되었습니다.