[레포트] 혼성궤도함수

나 Ge에 비해 탄소동소체의 융점과 비점이 높은 것은 이 때문이다.
탄소원자가 다른 원자와 공유결합한 경우에는 L궤도(2s, 2p궤도)에 존재하는 4개의 전자가 혼성궤도를 형성한다. 즉, s궤도 1개와 p궤도 3개의 혼성에 의한 sp3혼성궤도, s궤도 1개와 p궤도 2개의 혼성에 의한 sp2궤도, 또는 s궤도 1개와 p궤도 1개의 혼성에 의한 sp혼성궤도이다. sp3혼성궤도는 탄소원자의 2s, 2p궤도에 있는 4개의 전자 모두가 4개의 σ결합 형성에 사용된다. sp2혼성궤도에는 2s전자 1개와 2p전자 2개가 3개의 σ결합을 형성하고, 나머지 1개의 전자는 π결합을 형성한다. sp혼성궤도는 2s전자 1개와 2p전자 1개가 2개의 σ결합을 형성하고, 나머지 2개의 전자는 2개의 π결합을 형성한다. 탄소의 혼성궤도에 관해서는 그림1에 나타내었다. 대표적인 탄소동소체로 sp3혼성궤도 (C-C)로 구성된 다이아몬드, sp2혼성궤도(C=C)로 구성된 graphite, sp혼성궤도(C≡C)로 구성된 카빈(carbin)이 있다
<그림 4. 탄소의 혼성궤도>

1) σ(시그마)결합

원자 오비탈 함수가 축 방향으로 결합한 것으로 그 단면은 원형을 이루고 있다.
s와 s, s와 p, p와 p 함수 등의 사이에서 사이에서 일어난다.
오비탈의 축방향으로 결합한 것으로 결합이 있으면 기본적으로 이루어지는 결합이다.
단일 결합의 경우는 반드시 σ(시그마)결합이다.
<그림 5. σ결합의 모형>
2) π(파이)결합

원자 오비탈 함수가 축과 수직한 방향으로 결합한 것으로 그 단면이 아령 모양을 이루고 있다. 반드시 방향성이 있는 오비탈 함수인 p, d, f 사이에서 일어난다.
방향성이 있는 오비탈 간의 결합으로 축과 수직한 방향으로의 결합이기 때문에 에너지를 받으면 끊어지기 쉽다. π결합은 반드시 σ결합이 존재하는 상태에서 이루어지며, σ결합이 π결합보다 안정하기 때문에 에너지를 받으면 π결합이 먼저 끊어진다.

<그림 6. π결합의 모형>

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