Sp2混成軌道とは？形や結合角120度の理由と見分け方を徹底図解
Sp2混成軌道とは？形や結合角120度の理由と見分け方を徹底図解に関する基本知識を初心者にも親しみやすくまとめました。詳細を読もうことができます。
炭素原子の基底状態における電子配置は 1s² 2s² 2p² であり、一見すると不対電子は2つしか存在しません。しかし、炭素が化学結合を形成する際には、まず2s軌道の電子1個が空の2p軌道へ励起され、4つの不対電子を持つ状態（1s² 2s¹ 2p¹ 2p¹ 2p¹）になります。
ここからが混成軌道の核心です。炭素原子が二重結合を1つ含む3方向と結合を作ろうとする際、球状の2s軌道1個と、亜鈴状の2p軌道2個（例えば2pxと2py）が均等に混ざり合います。これにより、エネルギー的にも形状的にも完全に等価な3本の新しい軌道が生成されます。これが「sp2混成軌道」です。
では、なぜその配置は「平面三角形」かつ「結合角120度」になるのでしょうか。その構造の理由は、電子対同士が互いに負の電荷を持ち、クーロン力によって最大限反発し合うためです（VSEPR理論：原子価殻電子対反発則）。同一平面上で3本の等価な軌道が最も遠ざかる幾何学的配置を計算すると、円周360度を均等に3等分した結合角120度の平面三角形に収束します。
混成に関与しなかった残りの1つの軌道（2pz軌道）は、混成に加わらないまま、混成軌道が作る三角形の平面に対して真上と真下の方向、すなわち垂直（90度）の位置に独立して残ることになります。この直交したp軌道の存在こそが、次に解説する二重結合の鍵を握っています。
マネー知識やキャリア形成に役立つノウハウを、初心者にも分かりやすく解説するのが得意です。
