メタンをsp、sp2混成軌道で組み立てるとどうなりますか？

質問

メタンの立体構造は、炭素原子がsp3混成軌道を作るので、正四面体となりますが、メタンをsp、sp2混成軌道を使って組み立てることも理論的には可能であると教わりました。

そこで、メタンをsp、sp2混成軌道を使って組み立てるとどうなるのか考えてみたものの、全く見当もつきません。

どなたかお分かりの方がいらっしゃいましたら、どんなことでも結構ですので、教えて頂きたいと思います。

よろしくお願いいたします。

回答No.2

noname#62864 · ベストアンサー

補足します。
お書きになったとおりだと思います。
ただし、これは机上での理屈ですので、実証のしようがないことではあります。
ついでですが、混成を全く考えずに2sと2pを使って組み立てることも可能です。その場合、
H (a,0,0)
H (0,a,0)
H (0,0,a)
となり、残りの１個のHは2s軌道に『何となく』くっついているということになり、位置が定まらないことになります。

お礼

大変参考になりました。有難うございました。

回答No.1

noname#62864

いずれの場合にも混成に使われなかった2p軌道で水素とσ結合を作ることになると思います。それ以外に結合に使えそうな軌道はありませんので、他に選択肢はないでしょう。

補足

2p軌道で水素とσ結合を作るとすれば、メタンの立体構造は、xyz軸上で原点にC原子をとると、以下のようになると考えてよろしいでしょうか？

●sp混成軌道を使用した場合
C (0,0,0)
H (-a,0,0)
H (a,0,0)
H (0,b,0)
H (0,0,b)

●sp2混成軌道を使用した場合
C (0,0,0)
H (a,0,0)
H (-a/2,√3a/2,0)
H (-a/2,-√3a/2,0)
H (0,0,b)