혼성 궤도 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 혼성 궤도 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 혼성 오비탈 ( [UNK] 成 ─ ) 은 화학에서 화학 결합을 정성적으로 설명하기 쉽게 하기 위해 두 개 이상의 원자 오비탈을 섞어 만들어진 것으로 모양이나 방향성이 원래의 오비탈과는 전혀 다른 새로운 오비탈이다. 혼성 오비탈은 분자의 결합을 설명하는 데 아주 유용하다. 하지만, 원자가껍질 전자쌍 반발 ( VSEPR ) 이론과 달리 분자의 모양을 예측하는 이론은 아니다. ( 분자 구조는 전자간의 상호작용과 연관이 있기 때문이다. ) 혼성 오비탈은 원자가 결합 이론이 더 확장된 이론이기도 하다. 가끔 혼성 오비탈을 원자가껍질 전자쌍 반발 이론과 같이 배우기도 하지만, 두 모델은
결합 이론이 더 확장된 이론이기도 하다. 가끔 혼성 오비탈을 원자가껍질 전자쌍 반발 이론과 같이 배우기도 하지만, 두 모델은 전혀 연관되어 있지 않음에 유의해야 한다. [ 1 ] 목차 1 도입 2 설명 2. 1 전자촉진 2. 2 혼성화 2. 2. 1 1. sp 혼성 궤도함수의 형성 2. 2. 2 2. sp2혼성 궤도함수의 형성 2. 2. 3 3. sp3혼성 궤도함수의 형성 2. 3 sdx와spx표기 2. 4 모양 및 용어 3 예제 4 같이 보기 5 각주 도입 [ 편집 ] 혼성 이론은 화학자 라이너스 폴링 [ 2 ] 이 메탄 ( CH4 ) 과 같은 분자의 구조를 설명하려 하면서 처음 도입 되었다. 역사적으로, 이 개념은 처음엔 간단한 화학적
이 두 원자 오비탈이 혼합되어 새로운 두 개의 sp 혼성 오비탈을 만든다. 이렇게 만들어진 혼성 오비탈 각각은 그 모양이 같고 오비탈에 들어 있는 전자의 반발력이 최소가 되도록 직선형으로 배향된다. 이 오비탈에 염소의 3p 오비탈이 겹쳐져 결합을 형성하면 결합의 세기, 결합각 등의 실험적 사실을 모순없이 설명할 수 있게 된다. 같이 보기 [ 편집 ] 원자 오비탈 분자 오비탈 그래핀 ( en : Graphene ) 공유 결합 각주 [ 편집 ] ↑ " VSEPR 모델이 파울리의 원리를 근거로 분자의 결합과 모양을 예측하는 데 도움을 주지만, 원자가 결합 이론과 다른 오비탈을 통한 기술들과 전혀 다른 모델임을 아는 것이 중요하다. ( It is important to recognize that the VSEPR model provide
간단한 혼성의 경우, 이 근사는 수소의 원자 오비탈을 기준으로 근사한다. 혼성 오비탈은 이 원자 오비탈들이 서로 다른 비율로 섞여 만들어진다. 수소원자의 오비탈은 간단한 혼성의 경우, 이를 기술하기 위한 기저로 활용되는데 이는, 수소원자의 오비탈이 몇 안되는 슈뢰딩거 방정식의 완전 해석적 해이기 때문이다. 여기선 탄소나 질소, 산소와 같이 무거운 원자에서도 이 오비탈들이 상당히 변하지 않고 약간 바뀐다고 가정한다. 굳이 분자를 설명하기 위해 혼성을 도입할 필요는 없지만, 탄소, 질소, 산소 ( 넓게 황, 인까지 ) 의 경우에는 혼성 이론을 도입하는 것이 분자를 설명하는 데 많은 도움을 준다. 혼성 이론은 주로 유기화학처럼 탄소, 질소, 산소 ( 넓게 황, 인까지 ) 를 주로 다루는
이 메탄 ( CH4 ) 과 같은 분자의 구조를 설명하려 하면서 처음 도입 되었다. 역사적으로, 이 개념은 처음엔 간단한 화학적 계에 대한 이론이었지만, 점점 이 접근법이 넓게 응용되어 지금은 유기 화합물의 구조를 설명하는 데 매우 효과적인 이론이 되었다. 혼성 이론은 분자 오비탈 이론처럼 정량적인 계산을 위해선 별로 쓸모있지 않다. 또한, 배위화학이나 유기금속화학에서처럼 d 오비탈이 결합에 참여하면 몇몇 경우 문제가 생긴다. 비록 혼성이 전이금속에 관한 화학에 사용될 순 있지만, 보통 정확하진 않다. 오비탈은 분자내 전자의 행동을 표현하는 모델임에 유의하자. 간단한 혼성의 경우, 이 근사는 수소의 원자 오비탈을 기준으로 근사한다. 혼성 오비탈은 이 원자 오비탈들이 서로 다른 비율로 섞여 만들
짝짓지 않은 전자를 가진 상태로 되어야 한다. 그러나 이렇게 된 뒤 결합을 하더라도 그 결합 중 하나는 Be의 2s 오비탈과 염소의 3p 오비탈의 겹침에 의한 것이고 다른 하나는 Be의 2p 오비탈과 염소의 3p 오비탈의 겹침에 의한 결합이기 때문에 그 성질이 서로 달라야 한다. 그러나 실험적으로 이 두 결합의 성질은 같은 것으로 밝혀졌기 때문에 원자 오비탈로는 설명이 어렵다. 그런데 이 사실을 혼성 오비탈 형성으로 설명하면 모순을 해결할 수 있다. Be의 혼성 오비탈은 다음과 같이 만들어진다. 먼저 바닥상태의 2s전자 하나가 2p 오비탈로 옮겨간다. 그리고 이 두 원자 오비탈이 혼합되어 새로운 두 개의 sp 혼성 오비탈을 만든다. 이렇게 만들어진 혼성 오비탈 각각은 그 모양이 같고 오비탈에
BCl3 Trigonal pyramidal ( 결합 각도 : 90 ) sd2 혼성 궤도 예시 CrO3 AX4꼴 Tetrahedral ( 결합 각도 : 109. 5 ) sp3 혼성 궤도 예시 CCl4 Tetrahedral ( 결합 각도 : 109. 5 ) sd3 혼성 궤도 예시 MnO - 4 예제 [ 편집 ] 염화베릴륨 BeCl2는 실제로 존재하는 화합물인데 원자 오비탈만으로는 결합을 설명하기 어렵다. Be의 전자 배치는 짝을 짓지 않은 전자가 없어서 결합을 할 수 없다. 그러므로 Be이 결합을 하기 위해서는 2s전자가, 비어있는 2p 오비탈로 옮겨 가 짝짓지 않은 전자를 가진 상태로 되어야 한다. 그러나 이렇게 된 뒤 결합을 하더라도 그 결합 중 하나는 Be의 2s 오비탈과 염소의
기술들과 전혀 다른 모델임을 아는 것이 중요하다. ( It is important to recognize that the VSEPR model provides an approach to bonding and geometry based on the Pauli principle that is completely independent of the valence bond ( VB ) ( VB ) theory or of any orbital description of bonding. ) " Gillespie, R. J. J. Chem. Educ. 2004, 81, 298 - 304. ↑ L. Pauling, J. Am. Chem. Soc. 53 ( 1931 ), 1367 3. David W., Oxtoby H. P. Gills, Alan Campion ( 2014. 03. 01 ). 《 옥스토비의 일반화학 제 7판
t { 2 } } } } 는 정규화 상수이다. 2. sp2혼성 궤도함수의 형성 [ 편집 ] Sp2 혼성 궤도함수 - 평면삼각형 BF 3 { [UNK] displaystyle { { [UNK] ce { BF3 } } } } 는 VSEPR 이론에 의해 세 개의 동등한 결합을 가진 평면삼각형 구조로 예측된다. 중심원자 B { [UNK] displaystyle { [UNK] ce { B } } } : [ He { [UNK] displaystyle { { [UNK] ce { He } } } } ] 2s22p2 전자배치를 가지므로 2s오비탈의 전자 하나를 촉진시켜 충분한 원자가 전자를 가지게 한다. B { [UNK] displaystyle { [UNK] ce { B } } } : ( 1s ) 2 ( 2s ) 2 ( 2px ) 1→ B { [UNK] displ
1 } = 2 [UNK] psi - { 2s } { [UNK] sqrt { 1 / 2 } } [UNK] psi - { 2p - { x } } } [UNK] 2 = 2 [UNK] 2 s 3 / 2 [UNK] 2 p x - 1 / 2 [UNK] 2 p y { [UNK] displaystyle [UNK] psi - { 2 } = 2 [UNK] psi - { 2s } { [UNK] sqrt { 3 / 2 } } [UNK] psi - { 2p - { x } } - { [UNK] sqrt { 1 / 2 } } [UNK] psi - { 2p - { y } } } [UNK] 3 = 2 [UNK] 2 s = 3 / 2 [UNK] 2 p x 1 / 2 [UNK] 2 p y { [UNK] displaystyle [UNK] psi - { 3 } = 2 [UNK] psi - { 2s } = { [UNK] sqrt { 3 / 2 }
혼성 오비탈(混成─)은 화학에서 화학 결합을 정성적으로 설명하기 쉽게 하기 위해 두 개 이상의 원자 오비탈을 섞어 만들어진 것으로 모양이나 방향성이 원래의 오비탈과는 전혀 다른 새로운 오비탈이다. 혼성 오비탈은 분자의 결합을 설명하는 데 아주 유용하다. 하지만, 원자가껍질 전자쌍 반발(VSEPR) 이론과 달리 분자의 모양을 예측하는 이론은 아니다.(분자 구조는 전자간의 상호작용과 연관이 있기 때문이다.) 혼성 오비탈은 원자가 결합 이론이 더 확장된 이론이기도 하다. 가끔 혼성 오비탈을 원자가껍질 전자쌍 반발 이론과 같이 배우기도 하지만, 두 모델은 전혀 연관되어 있지 않음에 유의해야 한다.