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- Methane: 탄소 하나가 수소 네 개와 결합한 분자.
- 탄소의 원자가 전자는 2s2 2p2로 2s와 2p 두 종류의 오비탈을 가짐. → 두 종류의 C-H 결합이 있을 것이라고 추측할 수 있음(s-s, p-s).
- 하지만 실제로는 methane의 모든 C-H 결합이 동등함. ⇒ sp3 혼성(sp3 hybrid)으로 존재하기 때문.
- sp3 혼성 궤도함수(sp3 hybrid orbital): s 오비탈 1개와 p 오비탈 3개가 혼성화(hybridize)되어 공간적으로 정사면체로 배열된 새로운 오비탈.
- 두 개의 로브를 가지고 있음.
- 핵에 대해 비대칭적이며 방향성을 가지고 있음.
- 다른 원자와 오비탈이 겹치면 강한 결합을 형성함.
- sp3 orbital 비대칭성의 이유: p 오비탈의 로브가 +, - 두 가지 기호를 갖기 때문.
- p 오비탈이 s 오비탈과 혼성화될 때 (+) p 로브는 s 오비탈에 부가(add)됨.
- 반면, (-) p 로브는 s 오비탈로부터 상쇄(subtract)됨.
- 그 결과, sp3 오비탈은 핵에 대해 비대칭적으로 한쪽 방향으로 더 강하게 배향됨.
- 결합각(bond angle): 두 결합 간 이루는 각도.
- ex. methane의 경우 H-C-H에 의해 형성되는 각은 정사면체 각인 109.5도임.
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