최상 답변
VSEPR (Valance shell electron pair repulsion)에 따르면 이론 중심 원자 주변의 모든 전자 쌍이 결합 쌍이라면, 고독한 쌍이 없으면 분자의 모양은 혼성화 유형에 따라 달라집니다. 예를 들어 CH4는 sp3 혼성화입니다.
모든 전자 쌍이 중심 원자 주변에는 결합 쌍이 아니며 일부 고독 쌍도 존재하며 고독 쌍-고독 쌍, 고독 쌍 결합 쌍 및 결합 쌍 결합 쌍 반발로 인해 분자의 모양이 왜곡됩니다. 반발 분자의 결합 각도도 변경됩니다. 중심 원자의 혼성화가 같으면 중심 원자의 고독한 쌍을 계산하십시오. 중심 원자에서 고독 쌍이 증가하면 결합 각도가 감소합니다.
예 : NH3와 H2O는 동일한 혼성화를 갖지만 암모니아에서는 질소 원자에 하나의 고독 쌍이 존재하는 반면 H2O에는 두 개의 고독 쌍이 존재합니다. 산소 원자에서 암모니아의 결합 각은 물 분자보다 강합니다.
답변
하이브리드 궤도는 구성되는 기본 궤도와 다른 대칭을 가질 수 있습니다.
s 오비탈은 구형 대칭이고, p 오비탈은 노드 평면을 가로 지르는 반사에 대해 비대칭이고 평면에 수직 인 축을 중심으로 방사상 대칭입니다. 이 둘의 하이브리드는 p 궤도와 동일한 방사형 대칭을 갖지만 해당 축에 대해 대칭도 아니고 비대칭도 아닙니다. s 및 p z 파동 함수는 p 절점 평면의 한 쪽에서 동일한 기호를 공유하지만 다른 쪽에서는 반대 기호를 가지므로이 둘의 합이 파동 함수는 반대편보다 핵의 한쪽에서 더 큰 값을 갖습니다. 결과는 ap 궤도와 비슷하지만 하나의 엽은 다른 엽보다 훨씬 더 큽니다.
공존하는 궤도 (동일한 원자에 대해)는 직교 파동 함수를 가져야하므로 s 또는 p 만 다음으로 대체 할 수 없습니다. 새 하이브리드 : (s + p z ) / sqrt (2) 및 (sp z ) / sqrt (2). 둘 다 동일한 s 및 p 궤도의 선형 조합이므로 동일한 축을 따라 방사형 대칭을 공유하지만 하나의 큰 엽은 양의 z 축이고 다른 채우기의 큰 로브는 음의 z 축에 있습니다. 어느 방향에서든 z 축을 따라 접근하는 원자는 작은 로브보다 큰 로브와 더 많이 상호 작용하므로 이러한 궤도는 반대쪽에 시그마 결합을 형성하는 경향이 있습니다. 결합 각도가 180º 인 중심 원자.
기본 궤도를 혼합에 추가하면 수학 (및 기하학)이 더 복잡해집니다.
결합을 보면 분자가 궤도는 한 원자의 궤도와 다른 원자의 궤도 사이의 종단 간 접촉의 결과입니다. 시그마 결합 궤도에는 노드 평면이 없습니다. Pi 본드는 본드 축을 따라 절점 평면을 가지며 해당 평면에 대해 비대칭입니다. z 축에서 서로 가까이있는 두 원자의 p 궤도를 보면 상호 작용은 다음과 같습니다.
- 두 원자의 p z 궤도는 끝에서 끝까지 닿아 시그마 결합 및 반 결합 궤도를 형성합니다.
- p y 궤도 (및 마찬가지로 p x 궤도)는 노드 평면을 공유하도록 정렬되어 파이 본딩 및 안티 본딩 오비탈. 이 겹침이 이전 사례보다 발생하려면 원자가 서로 더 가까워 야한다는 점에 주목할 가치가 있습니다. 이것이 다중 결합이 단일 결합보다 짧은 경향이있는 이유입니다.
- 다른 조합 (p y , p x , p y p z 및 p x 와 p z ) 각각에는 하나의 궤도가 비대칭이고 다른 하나가 대칭 인 평면이 하나 이상 있습니다 (p y에 대해 두 개의 평면이 존재합니다. 및 p x 조합). 이 경우 분자 궤도가 형성되지 않습니다.
혼성 원자 궤도에서 분자 궤도를 형성하는 데 동일한 논리가 적용됩니다. 그들의 비대칭 성은 그들이 궤도의 가장 큰 로브를 사용하여 시그마 결합을 형성하는 경향이 있음을 의미하지만, 그들의 기하학은 일단 시그마 결합이 형성되면 일반적으로 한 원자의 노드 평면이 다음의 노드 평면과 일치하지 않습니다. 다른 원자의 궤도, 그래서 기하학은 파이 결합을 형성하기에는 꽤 형편 없다.