혼성궤도함수
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작성일 23-02-11 18:39
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혼성궤도함수
탄소원자가 다른 원자와 공유결합한 경우에는 L궤도(2s, 2p궤도)에 존재하는 4개의 전자가 혼성궤도를 형성한다. 혼성오비탈에는 sp³, sp², sp혼성오비탈 등이 있는데 이들은 구형의 s오비탈과 아령형의 p오비탈이 혼합되어 형성된 동등한 에너지를 지닌 새로운 오비탈들이다. 주기율표 4족인 Si나 Ge에 비해 탄소동소체의 융점과 비점이 높은 것은 이 때문이다.
1) 혼성화 : 원자 궤도 함수를 혼성화하여 결합에 참여할 수 있는 새로운 궤도 함수 를 만드는 것
1. 혼성, 혼성궤도란 무엇인가? 1) 혼성화 : 원자 궤도 함수를 혼성화하여 결합에 참여할 수 있는 새로운 궤도 함수 를 만드는 것 2) 혼성 궤도 함수 : 분자의 모양은 분자를 구성하는 원자들이 결합할 때 사용되는 원자 오 비탈로부터 추측할 수 있는데, 분자의 중심 원자는 순수한 원자 오비탈 보다는 이들이 섞여서 이루어진 오비탈을 사용하여 결합하는 경우가 많다. π결합은 반드시 σ결합이 존재하는 상태에서 이루어지며, σ결합이 π결합보다 안정하기 때문에 에너지를 받으면 π결합이 먼저 끊어진다. 기저상태에 있는 6개의 전자는 원자핵 가까이에 있는 K궤도(1s궤도)에 2개 그 외각의 L궤도에 4개(2s궤도에 2개, 2p궤도에 2개) 배열되어 있다 최대 10개의 전자가 들어갈 수 있는 L궤도에 4개의 전자가 존재하므로 인접한 탄소원자와 다양한 공유결합을 형성하므로 다양한 동소체가 존재할 수 있다 또한 원자번호가 작아 가볍고 전자구름의 넓이가 좁아 인접 원자간의 결합거리가 짧으므로 결합력이 강하다. 탄소의 혼성궤도에 관해서는 그림1에 나타내었다. sp2혼성궤도에는 2s전자 1개와 2p전자 2개가 3개의 σ결합을 형성하고, 나머지 1개의 전자는 π결합을 형성한다.
방향성이 있는 오비탈 간의 결합으로 축과 수직한 방향으로의 결합이기 때문에 에너지를 받으면 끊어지기 쉽다. 즉, s궤도 1개와 p궤도 3개의 혼성에 의한 sp3혼성궤도, s궤도 1개와 p궤도 2개의 혼성에 의한 sp2궤도, 또는 s궤도 1개와 p궤도 1개의 혼성에 의한 sp혼성궤도이다. 혼성오비탈에는 sp³, sp², sp혼성오비탈 등이 있는데 이들은 구형의 s오비탈과 아령형의 p오비탈이 혼합되어 형성된 동등한 에너지를 지닌 새로운 오비탈들이다. sp혼성궤도는 2s전자 1개와 2p전자 1개가 2개의 σ결합을 형성하고, 나머지 2개의 전자는 2개의 π결합을 형성한다. 대표적인 탄소동소체로 sp3혼성궤도 (C-C)로 구성된 다이아몬드, sp2혼성궤도(C=C)로 구성된 graphite, sp혼성궤도(C≡C)로 구성된 카빈(carbin)이 있다
1. 혼성, 혼성궤도란 무엇인가?
2) 혼성 궤도 함수 : 분자의 모양은 분자를 구성하는 원자들이 결합할 때 사용되는 원자 오 비탈로부터 추측할 수 있는데, 분자의 중심 원자는 순수한 원자 오비탈 보다는 이들이 섞여서 이루어진 오비탈을 사용하여 결합하는 경우가 많다.
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순서
탄소는 원자번호 6번인 원소로서 주기율표사의 4족 원소이다.
설명
2. 탄소의 결합
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다.
(설명)들뜬 상태의 1개의 탄소 원자의 전자 중 2s1 2px1이 혼성하여 2개의 동등한 sp 혼성 오비탈을 이룬 후 수소 원자 및 인접한 탄소 원자와 각각 결합(시스마 결합)하고, 각 탄소 원자에 남아있는 2py1 2pz1이 서로 겹쳐서 2개의 파이() 결합을 형성함(아세틸렌 분자내 결합: 시그마 결합 3개, 파이 결합 2개).
원자 오비탈 함수가 축과 수직한 방향으로 결합한 것으로 그 단면이 아령 모양을 이루고 있다 반드시 방향성이 있는 오비탈 함수인 p, d, f 사이에서 일어난다. sp3혼성궤도는 탄소원자의 2s, 2p궤도에 있는 4개의 전자 모두가 4개의 σ결합 형성에 사용된다된다.
