Hybrid Orbital   혼성 궤도함수

(2018-03-07)

Sigma Bond, 시그마 결합, Pi Bond, 파이 결합, Hybridization, 혼성화

1. 궤도함수의 겹침

  ㅇ 겹치는 방식 구분
     - 시그마 결합 (σ 결합, Sigma Bond) : 끝과 끝 겹침 (end-to-end)
        . 2개의 1s 궤도함수가 중첩되어, 두 원자핵 사이에 전자밀도가 밀집됨
        . 원통 대칭형 구조(cylindrically symmetrical) : 두 원자핵 간에 대칭적인 계란 모양
        . 例) H2 분자에서, H-H 결합
          
     - 파이 결합 (π 결합, Pi Bond)      : 옆과 옆 겹침 (side-to-side)
          
     - 혼성화 (Hybridization)            : 2 이상의 궤도함수가 섞여 새로운 궤도함수를 형성


2. 혼성 궤도함수 이론 (Hybrid Orbital Theory)

  ㅇ 라이너스 폴링(Pauling)이, 메탄(CH4) 분자 구조를 설명하기 위해 도입한 이론

  ㅇ 혼성 궤도함수 이론
     - 화학결합을 형성하기 위해서는,
     - 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
        . 혼성 궤도함수들은 반발이 최소화되는 방향으로 배향이 됨


4. 혼성 궤도함수의 유형

  ㅇ sp 혼성화
     - s,p 궤도함수의 겹침과 새로운 궤도함수의 형성
     - 2개의 전자 군이 중심 원자들을 둘러쌀때 선형 배향을 이룸
        . 180도 떨어진 반대 배향으로, 2개의 동등한 sp 혼성 궤도함수가 형성됨
          
        . 例) Be
     - 또한, 두 혼성 궤도함수 각각이 또다른 원자궤도함수와 겹쳐지어 결합이 형성될 수 있음
        . 例) BeH2

  ㅇ sp2 혼성화
     - s 궤도함수 1개와 p 궤도함수 2개로 형성

  ㅇ sp3 혼성화 
     - s 궤도함수 1개와 p 궤도함수 3개로 형성

  ㅇ sp3d 혼성화
     - s 궤도함수 1개, p 궤도함수 3개, p 궤도함수 1개로 형성

  ㅇ sp3d2 혼성화


[분자 구조 모형] 1. VSEPR 모형 2. VB 이론 3. 혼성 궤도함수 이론 4. MO 이론

 
        최근수정     요약목록(시험중)     참고문헌