ベストアンサー
これまでの回答は正しくありませんが、エテン（C2H4）の理由を完全には説明していません。 ）は平面です。正しく述べられているように、エテンの両方の炭素はsp2混成です。これは、各炭素の周りの分子構造が三角形の平面であることを意味します。しかし、なぜこれら2つの平面が同じ平面にあるのでしょうか。言い換えると、このように平面が互いに垂直にならないのはなぜですか？
この配置により、距離が最大になります。炭素-水素結合の電子間の反発を最小限に抑えます。では、なぜそれが起こらないのでしょうか？
答えは、炭素間の二重結合に関係しています。エテンの炭素のように、原子がsp2混成軌道にある場合、それは1つのp軌道が各炭素上で混成されていないままであることを意味します。各炭素-水素結合はシグマ結合であり、軌道の端から端までの重なりによって形成される結合です（この場合、水素からのs軌道と、炭素からのsp2混成軌道）。炭素-炭素二重結合の最初の結合もシグマ結合であり、各炭素から1つずつ、2つのsp2ハイブリッド軌道の重なりによって形成されます。
炭素の2番目の結合-炭素二重結合はパイ結合であり、軌道が左右に重なり合うことによって形成される結合です。この場合、左右の重なりは、一方の炭素のハイブリダイズしていないp軌道と、もう一方の炭素のハイブリダイズしていないp軌道の間にあります。
各p軌道には2つのローブがあります。エテン分子がスクリーンの平面にある場合、各炭素のp軌道には、スクリーンの前に垂直に突き出た1つのローブと、スクリーンの後ろに垂直に突き出た2番目のローブがあります。これらのp軌道の左右の重なりは、パイ結合がスクリーンの前と後ろの両方で電子密度を持っていることを意味します。単結合とは異なり、二重結合は回転できません。パイ結合は2つの炭素を所定の位置に固定します。
これがエテン分子全体が平面である理由です。
回答
C2H4
VBTに従って構造を描くと、両方の炭素がsp2混成軌道になっているため、最初の炭素と2H原子が三角形の形状を形成していることがわかります。
そして別の炭素は、最初の炭素と二重結合を持っているため、線形で2Hです。それに接続されているのも平面です。
したがって、C2H4は平面です。
C2H6
C2H6はsp3混成軌道であるため、すべてのH水素を含む四面体形状を形成します。平面、したがって非平面。