混成軌道と原子価状態とは? わかりやすく解説

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混成軌道と原子価状態

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/10/03 06:22 UTC 版)

混成軌道」の記事における「混成軌道と原子価状態」の解説

炭素基底状態電子配置は[He] 2s22p2である。そうすると原子価状態の軌道関数特性から炭素結合には2s軌道帰結するものと、2p軌道帰結するものの2種類存在することが示唆される。しかし、実際にダイヤモンド結晶構造メタン構造からは1種類結合し存在しない考えられる。 元々、原子価結合法では水素分子の全電子の状態を表す際に、原子軌道の状態の重ね合わせ原子軌道一次結合定式化した。この場合原子価状態の軌道関数も、2s軌道2p軌道重ね合わせ生成する混成軌道関数定式化することが可能である。そして実際には、混成軌道関数表される原子価状態は共有結合方向性とも矛盾しない混成軌道定式化には色々な組み合わせが可能であり、生成した混成軌道は基となった原子軌道s軌道p軌道)の名称を使ってsp3軌道関数)、sp2軌道関数)、sp軌道関数)、spd軌道関数)と呼ばれる。 そして、重ね合わせ可能になるためには原子軌道エネルギー準位同程度であることが必要な為、もっぱら主量子数が同じ原子軌道間で混成軌道生成する。そしてd軌道などについては同一主量子数軌道よりも、1つ主量子数大き原子軌道の方がエネルギー準位差が小さいのでそちらの方の原子軌道混成することもある。 このように第2周期以降原子複数混成軌道を取ることができ、有機分子金属錯体などの分子構造多様性もたらしている。しかし実際分子では必ずしも理論的な混成軌道とは異な結合角を取る場合多く非共有電子対混成軌道に及ぼす立体的な影響原子価殻電子対反発則として知られている。

※この「混成軌道と原子価状態」の解説は、「混成軌道」の解説の一部です。
「混成軌道と原子価状態」を含む「混成軌道」の記事については、「混成軌道」の概要を参照ください。

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