有機化合物の化学結合とハイブリダイゼーション

sp²ハイブリダイゼーションの間にp軌道のローブはどうなるか?

$ \ ce {C2H4} $分子の形成中:

両方の炭素原子が合計3つのp-軌道を持ち、それらがハイブリダイゼーションに関与することを我々は知っている。

炭素原子を$ \ ce {C} $ 1 $と$ \ ce {C} $ $と数えましょう。

今、$ x $軸に沿った$ \ ce {C} $のp軌道は、$ \ ce {C} 2 $のp軌道と$ \ unicode [Times] {x3C3} $結合を形成し、a $ \ unicode [Times] {x3C3} $は水素のs軌道と結合する。

同様に、x軸に沿った$ \ ce {C} $ $のp軌道は、水素と$ \ unicode [Times] {x3C3} $結合を形成します。

したがって、$ x $軸に沿った$ \ ce {C} 1 $と$ \ ce {C} $のp軌道のローブの両方がシグマ結合の形成に関与しています。

$ y $軸に沿った$ \ ce {C} 1 $と$ \ ce {C} 2 $のp軌道が$ \ unicode [Times] {x3C0} $ bondを形成するとします。

したがって、ここでも、$ \ ce {C} $と$ \ ce {C} $ $のp軌道のローブの両方がハイブリダイゼーションに関与しています。

$ z $軸に沿った$ \ ce {C} $のp軌道が水素のs軌道との$ \ unicode [Times] {x3C3} $結合を形成するとしましょう。

同様に、$ z $軸に沿った$ \ ce {C} $ $のp軌道は、他の水素のs軌道との$ \ unicode [Times] {x3C3} $結合を形成する。

今私の混乱は、$ x $と$ y $にある2つのp軌道が4つのローブを持ち、それらのすべてが結合形成に関与しているということです。

しかし、$ z軸に沿ったp軌道は、結合に関与する葉のうちの1つだけを有する。このp軌道の他のローブはどうなりますか?

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私の間違いを指摘してください。

概念を正しく理解するのを手伝ってください。 私はここで間違って何をしていますか?私の間違いを訂正してください。 私は正しい概念を知りたい。

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1 答え

あなたはハイブリダイゼーションについて語りますが、実際にあなたの説明の中のどのようなハイブリッドな軌道も見ていません。炭素の周りの幾何学的形状は三角形の平面であるので、各炭素はその$ \ ce {2s} $、$ \ ce {2p} _x $と$ \ ce {2p} _y $軌道をハイブリッド化して3つの$ \ ce {sp ^ 2 } $ xy $平面に$ 120 ^ \ circ $の角度でお互いにある$ orbitals。各炭素上の1つの$ \ ce {sp ^ 2} $軌道は他の炭素に向かっているので、これらの軌道は重なり合って$ \ ce {C-C} $ $ \ sigma $結合を形成する。各炭素の他の2つの$ \ ce {sp ^ 2} $軌道は、$ \ ce {C-H} $ $ \ unicode [Times] {x3C3} $ bondを形成する水素の$ \ ce {1s} $軌道と重なっている。 $ \ ce {CC} $ $ \ unicode [Times]を形成するために、各炭素の残りの非ハイブリダイズされた$ \ ce {2p} _z $軌道は$ \ unicode [Times] {x3C3} {x3C0} $ bond。

While $\ce{sp^2}$ orbitals still have two lobes, one lobe is substantially larger than the other and only that takes part in bonding. Note that this is the usual case: even in molecules that solely use p-orbitals, such as chlorine, only one lobe of a p-orbital will form a $\unicode[Times]{x3C3}$ bond; the other of the same orbital will not.

This link provides a nice visualisation of the different orbitals involved in ethene bonding.

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