sp・sp2・sp3混成軌道

混成軌道とは

電子軌道とは、電子の動く領域のことを指す。混成軌道は、複数の電子軌道を「混ぜて」作られた軌道のことであり、実在はしないが有機化学の反応を考える上で都合が良い考え方であるため頻繁に用いられる。

sp混成軌道

sp混成軌道とは、1つのs軌道と1つのp軌道が混ざることにより作られた軌道である。

この例だと、まずs軌道に存在する２つの電子のうち１つがp軌道へと昇位して電子が“平均化”され、その後s軌道とp軌道が１つずつ混ざることで２つのsp混成軌道が生成している。この時、使われなかった２つのp軌道はそのままp軌道として存在する。

sp2混成軌道

sp2混成軌道とは、1つのs軌道と２つのp軌道が混ざることにより作られた軌道である。

この例だと、まずs軌道に存在する２つの電子のうち１つがp軌道へと昇位して電子が“平均化”され、その後s軌道１つとp軌道２つが混ざることで３つのsp2混成軌道が生成している。この時、使われなかった１つのp軌道はそのままp軌道として存在する。

sp3混成軌道

sp3混成軌道とは、1つのs軌道と３つのp軌道が混ざることにより作られた軌道である。

この例だと、まずs軌道に存在する２つの電子のうち１つがp軌道へと昇位して電子が“平均化”され、その後s軌道１つとp軌道３つが混ざることで４つのsp3混成軌道が生成している。

混成軌道と手の数

上で述べたように、混成軌道にはsp3混成軌道、sp2混成軌道、sp混成軌道が存在する。これらを見分ける際に役立つのが「“手”の本数を確認する」という方法である。

sp混成軌道には２本、sp2混成軌道には３本、sp3混成軌道には４本の手（結合）が存在する。

ちなみに、非共有電子対も一本の手としてカウントすることに注意しておく必要がある。