ハイブリッド軌道の数を決定する方法

原子が他の原子と電子を共有して化学結合を形成すると、結合に関与する電子を含む軌道が合体して「混成」軌道を形成します。 形成されるハイブリッド軌道の数は、最も外側の軌道、またはいわゆる価電子殻を占める電子の数に依存します。 化学者は、ハイブリッド軌道を使用して、さまざまな分子が特定の幾何学的形状をとる理由を説明します。

検討中の分子のルイスドット構造式を描画します。 これには通常、分子内の各原子の価電子殻を占める価電子の数を決定することが含まれます。 中心原子と他のすべての原子の間に、2つの電子を表す1つの結合を確立します。 次に、必要に応じて二重結合を追加して、各原子が合計8つの電子を所有または共有するようにします。 たとえば、四塩化炭素(CCl4)では、炭素は中心原子を表し、周期表のグループ4Aを占めるため、4つの電子をもたらします。 各塩素原子はグループ7Aを占めるため、7つの電子をもたらします。 分子内の各原子に8つの電子を与える配置には、 炭素と各塩素原子、および各塩素原子には、さらに6つの非結合性軌道が含まれています 電子。

中心原子の不対電子と結合の数に注目して、分子の中心原子の電子ドメインの数を数えます。 単一結合、二重結合、または三重結合はそれぞれ1つの電子ドメインとしてカウントされることに注意してください。 非結合性電子の孤立電子対も1つの電子ドメインとしてカウントされます。 手順1の四塩化炭素の例は、塩素原子への4つの単結合と、孤立電子対がゼロであるため、合計4つの電子ドメインが含まれています。

ステップ2で決定された電子ドメインの数を適切な混成スキームに相関させることにより、原子の混成を決定します。 5つの主要なハイブリッドはsp、sp2、sp3、sp3d、sp3d2で、それぞれ2、3、4、5、6個の電子ドメインに対応します。 4つの電子ドメインを持つ四塩化炭素はsp3混成軌道を示します。 これは、中心原子が1つのs型軌道と3つのp型軌道の組み合わせによって形成された合計4つのハイブリッド軌道を含むことを意味します。

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