개념 이종 교잡 두 개의 원자 궤도를 결합하여 새로운 유형의 혼성 궤도를 생성하는 과정으로 정의됩니다. 이러한 혼합으로 인해 일반적으로 에너지, 모양 등이 완전히 다른 하이브리드 궤도가 형성됩니다. 혼성화는 주로 동일한 에너지 수준의 원자 궤도에 의해 수행됩니다. 그러나 에너지가 동일할 경우 완전히 채워진 궤도와 절반만 채워진 궤도는 모두 이 과정에 참여할 수 있습니다. 혼성화의 개념은 결합 형성, 결합 에너지 및 결합 길이를 이해하는 데 도움이 되는 원자가 결합 이론의 확장입니다.

혼성화란 무엇입니까?

두 개의 원자 궤도가 결합하여 분자 내에서 하이브리드 궤도를 형성하면 개별 원자의 궤도의 에너지가 재분배되어 동일한 에너지의 궤도를 제공합니다. 이것을 혼성화라고 합니다.

비슷한 에너지의 원자 궤도는 혼성화 과정에서 서로 혼합되는데, 이는 주로 두 개의 궤도 또는 두 개의 'p' 궤도의 병합 또는 's' 궤도와 'p' 궤도 및 's'의 혼합을 포함합니다. 'd' 궤도가 있는 궤도.

하이브리드 궤도 이 과정의 결과로 형성된 새로운 궤도입니다. 더 중요한 것은 하이브리드 궤도를 사용하여 원자 결합 특성과 분자 기하학을 설명할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 탄소는 원자가 껍질 s 궤도가 3개의 원자가 껍질 p 궤도와 결합하는 4개의 단일 결합을 형성합니다. 이 조합은 4개의 동등한 sp를 생성합니다.^삼혼합물. 이들은 4개의 서로 다른 원자에 결합된 탄소 주위에 사면체 패턴으로 배열됩니다.

혼성화 유형을 결정하는 단계

원자나 이온의 혼성화 유형을 이해하려면 다음 규칙을 따라야 합니다.

1. 먼저, 원자나 이온에 포함된 원자가 전자의 총 수를 결정합니다.
2. 그런 다음 해당 원자나 이온에 부착된 고립쌍의 수를 셉니다.
3. 이제 필요한 오비탈 수는 이중 또는 옥텟 수와 고립 전자쌍 수를 더하여 계산할 수 있습니다.
4. 원자나 이온의 궤도의 기하학적 구조는 고립 전자쌍이 없을 때 다르다는 점에 유의해야 합니다.

혼성화의 특징

• 혼성화는 동일한 에너지를 갖는 원자 궤도 사이에서 발생합니다.
• 형성된 하이브리드 궤도의 수는 혼합되는 원자 궤도의 수와 같습니다.
• 절반만 채워진 모든 오비탈이 혼성화에 참여할 필요는 없습니다. 완전히 채워져 있지만 에너지가 약간 다른 궤도도 참여할 수 있습니다.
• 혼성화는 단일 기체 원자가 아닌 결합 형성 중에만 발생합니다.
• 분자의 혼성화를 알면 분자의 모양을 예측할 수 있습니다.
• 하이브리드 오비탈의 더 큰 엽은 항상 양수이고 반대쪽에 있는 더 작은 엽은 항상 음수입니다.

유형 혼성화의

혼성화는 sp로 분류될 수 있다.^삼, sp², 특검팀, 특검팀^삼디, sp^삼디²또는 sp^삼디^삼혼합과 관련된 궤도의 유형을 기반으로합니다.

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sp 혼성화

이는 원자의 주 껍질에 있는 하나의 s 궤도와 하나의 p 궤도가 결합하여 두 개의 새로운 등가 궤도를 형성할 때 발생합니다. 새로 형성된 오비탈은 sp 혼성 오비탈로 알려져 있습니다. 180° 각도로 선형 분자를 생성합니다. 이는 sp 혼성 궤도로 알려진 새로운 혼성 궤도를 생성하기 위해 자신의 궤도와 동일한 에너지의 하나의 'p' 궤도를 결합하는 것을 수반합니다.

• 대각선 혼성화라고도 합니다.
• 각 sp 혼성 궤도에는 동일한 양의 s 및 p 문자가 포함되어 있습니다.
• BeF와 같은 모든 베릴륨 화합물₂, 잘₂및 BeCl₂, 예시입니다.

sp²이종 교잡

이는 동일한 원자 껍질의 하나의 s 궤도와 두 개의 p 궤도가 결합하여 3개의 등가 궤도를 형성할 때 발생합니다. 새로 형성된 궤도는 sp로 알려져 있습니다.²하이브리드 궤도. 삼각혼성화라고도 합니다. 이는 자신의 궤도를 동일한 에너지의 두 개의 'p' 궤도와 결합하여 sp로 알려진 새로운 하이브리드 궤도를 생성하는 것을 수반합니다.². s 오비탈과 p 오비탈의 삼각 대칭 혼합물은 120도를 유지합니다. 세 개의 하이브리드 궤도는 모두 동일한 평면에 유지되며 서로 120° 각도를 형성합니다.

• 형성된 각 하이브리드 궤도는 33.33%와 66.66%의 'p' 특성을 갖습니다.
• 삼각형 평면 모양의 분자는 중심 원자가 3개의 다른 원자와 연결되어 있으며 sp²혼성화. 붕소 화합물이 그 예입니다.

sp^삼이종 교잡

동일한 원자 껍질에서 하나의 's' 오비탈과 세 개의 'p' 오비탈이 결합하여 4개의 새로운 등가 오비탈을 형성할 때 혼성화는 사면체 혼성화 또는 sp로 알려져 있습니다.^삼. 새로 형성된 궤도는 sp로 알려져 있습니다.^삼하이브리드 궤도. 이들은 정사면체의 네 모서리를 가리키고 서로 109°28′ 각도를 형성합니다.

• sp^삼하이브리드 궤도는 109.28도 각도를 형성합니다.
• 각 하이브리드 궤도에는 25% s 특성과 75% p 특성이 있습니다.
• 에탄과 메탄이 두 가지 예입니다.

sp^삼d 혼성화

1s 오비탈, 3p 오비탈, 1d 오비탈을 혼합하면 동일한 에너지를 갖는 5개의 sp3d 혼성 오비탈이 생성됩니다. 그들의 기하학은 삼각형 쌍뿔체입니다. s, p 및 d 오비탈의 조합으로 인해 삼각 쌍뿔 대칭이 생성됩니다. 적도 궤도는 서로 120° 각도로 향하고 수평면에 있는 세 개의 하이브리드 궤도입니다.

• 축 궤도로 알려진 나머지 두 개의 궤도는 적도 궤도의 90도 평면에서 수직 평면에 있습니다.
• 예를 들어 5염화인의 혼성화(PCl₅).

sp^삼디² 이종 교잡

1s, 3p, 2d 오비탈이 결합하여 6개의 동일한 sp를 형성하는 경우^삼디²하이브리드 오비탈, 하이브리드화를 sp라고 합니다.^삼디²이종 교잡. 이 7개의 궤도는 팔면체의 모서리를 가리킵니다. 그들은 서로 90도 각도로 기울어져 있습니다.

sp^삼디^삼이종 교잡

1s, 3p, 3d 오비탈이 결합되어 7개의 동일한 sp를 형성합니다.^삼디^삼하이브리드 궤도. 이 7개의 궤도는 오각형 쌍뿔의 모서리를 가리킵니다. 예를 들어 만약에₆.

혼성화의 형태

선형: sp 혼성화는 두 전자 그룹의 상호 작용으로 인해 발생합니다. 궤도각은 180°이다. 삼각 평면: 세 개의 전자 그룹이 관련되어 sp가 생성됩니다.²이종 교잡; 궤도는 120° 떨어져 있습니다. 사면체: 4개의 전자 그룹이 관련되어 sp가 됩니다.^삼이종 교잡; 궤도각은 109.5°이다. 삼각 쌍추체: 5개의 전자 그룹이 관련되어 sp가 생성됩니다.^삼d 혼성화; 궤도 각도는 90°와 120°입니다. 팔면체: 6개의 전자 그룹이 관련되어 sp가 생성됩니다.^삼디²이종 교잡; 궤도는 90° 떨어져 있습니다.

자주 묻는 질문 이종 교잡

질문 1: sp, sp2, sp3 중 어느 혼성 오비탈이 전기음성도가 더 높나요?

답변:

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sp, sp에서 s 문자의 비율²및 sp^삼혼성화 탄소는 각각 50%, 33.33%, 25%입니다. s 오비탈은 구형이기 때문에 핵에 의해 모든 방향에서 고르게 끌어당겨집니다. 결과적으로, s-문자 하이브리드 오비탈은 핵에 더 가까워지고 전기 음성도가 더 높아집니다. 결과적으로 sp 혼성화된 탄소는 가장 전기음성도가 높습니다.

질문 2: 하이브리드 오비탈이란 무엇입니까?

답변:

하이브리드 궤도는 표준 원자 궤도를 결합하여 새로운 원자 궤도를 형성함으로써 형성됩니다.

질문 3: 혼성화의 다섯 가지 형태는 무엇입니까?

답변:

선형, 평면 삼각, 사면체, 삼각 쌍추체, 팔면체는 혼성화의 다섯 가지 기본 모양입니다.

질문 4: 아미드 분자가 sp처럼 보이는 이유는 무엇입니까?^삼혼성화되었지만 sp입니다.²?

답변:

원자가 두 개 이상의 p 오비탈로 둘러싸여 있거나 p 오비탈로 점프할 수 있는 고립쌍을 갖고 있는 경우 일반적인 혼성화 과정이 변경됩니다. 결과적으로, 아미드 분자의 경우 고립전자쌍은 p 오비탈로 들어가고, 결과적으로 3개의 인접한 평행 p 오비탈이 생성됩니다.

질문 5: 벤트의 법칙은 무엇입니까?

답변:

분자의 수많은 그룹에 연결된 중심 원자는 혼성화되어 더 많은 s 특성을 갖는 오비탈이 전기 양성 그룹 쪽으로 향하게 하고 더 많은 p 특성을 갖는 오비탈이 전기 음성 그룹 쪽으로 향하게 만듭니다.