Valence Bond Theory, VB theory   원자가 결합 이론, VB 이론

(2017-06-26)

Hybrid Orbital, 혼성 궤도함수

1. 원자가 결합 이론 (Valence Bond Theory, VB theory)

  ㅇ 두 원자 궤도함수들은 서로 겹쳐지며,
     - 겹쳐진 공간전자쌍이 채워질 때 공유결합이 형성됨
        . 공유 전자쌍    : 원자들 사이의 공간에 집중됨
        . 비 공유 전자쌍 : 일정한 공간에 외따로 집중됨

  ㅇ 공유결합이 겹치는 방식 구분
     - 시그마 결합 (σ 결합, sigma bond) : 끝과 끝 겹침 (end-to-end)
     - 파이 결합 (π 결합, pi bond)      : 옆과 옆 겹침 (side-to-side)
     - 혼성화 (hybridization)


2. 혼성 궤도함수 이론 (Hybrid Orbital Theory)

  ㅇ 라이너스 폴링(Pauling)이 메탄(CH4) 분자 구조를 설명하기 위해 도입
     - 화학결합을 형성하기 위해
     - 중심 원자바닥상태 전자배치로부터 먼저 들뜬상태로 여기된 다음,
     - 궤도함수들의 혼성화(Hybridization)가 이루어지고,
     - 그 다음에 원자가 혼성화된 궤도함수에 있는 전자를 공유하여 결합이 형성됨

  ㅇ 원자궤도함수를 근거로 화학결합(공유결합)을 설명
     - 특히, 분자 기하구조를 설명하는데 많이 활용


3. 혼성화 및 혼성 궤도함수

  ㅇ 혼성화 (Hybridization)
     - 원자 궤도함수를 혼성하여, 결합에 참여할 수 있는 새로운 궤도함수를 만드는 것
        . 전자 궤도함수들이 혼합되어 혼성 궤도함수가 형성되고,
        . 이것이 다른 궤도함수와 겹친 후,
        . 서로다른 스핀을 갖는 전자들이 겹친 영역에서 안정한 결합을 이루는 과정

  ㅇ 혼성 궤도함수의 특징
     - 형성된 혼성 궤도함수의 개수 : 혼합에 참여한 원자 궤도함수의 개수와 같음
     - 형성된 혼성 궤도함수의 유형 : 혼합에 참여한 원자 궤도함수의 유형에 따라 달라짐
     - 혼성 궤도함수의 모양과 배향 : 결합에서 다른 원자궤도함수와 겹침이 최대가 되도록 함


4. 혼성 궤도함수의 유형

  ㅇ sp 혼성화
     - 2개의 전자 군이 중심 원자를 둘러쌀때 선형 배향을 이룸
     - s,p 궤도함수의 혼합과 새로운 궤도함수의 형성
        . 180도 떨오진 배향으로, 23ㅐ의 동등한 sp 혼성 궤도함수가 형성됨

  ㅇ sp2 혼성화

  ㅇ sp3 혼성화

  ㅇ sp3d 혼성화

  ㅇ sp3d2 혼성화


[분자 구조 모형] 1. VSEPR 모형 2. VB 이론 3. MO 이론
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