さて、ｓｐ３混成軌道によって、メタンの共有結合は説明出来ましたが、それではエチレンＣＨ2＝ＣＨ2の結合は説明出来ません。
エチレンの様に二重結合を持つ分子では、ｓｐ３ではなく、ｓｐ２混成軌道でできている場合が多くあります。
ｓｐ２混成軌道というのは、その名前の通り、ｓ軌道とｐ軌道二個が溶け合ってできた新しい電子雲です。
でも、もともとｐ軌道は３個あった訳で、ｓｐ２を作るには二個しか使っていませんから、ｐ軌道は一個、そのまま残っています。
絵では水色に描いてあるのがｓｐ２混成軌道、青色なのが残っているｐ軌道です。
出来上がった３個のｓｐ２混成軌道は、同一平面内にあって、互いに１２０度の角度を成しています。
残っているｐ軌道は、その平面に直交するように存在しています。
こう考えると、エチレン分子の構造が説明出来ます。
まず、二個の炭素原子がｓｐ２混成軌道を採り、接近します。結果として、ｓｐ２混成軌道の内の一本を使って結合が起こります。
これは一本でしか繋がっていませんから、単結合であり、二重結合ではありません。
ところでこの状態では、残っているｐ軌道がすぐとなりに存在する事になりますね。ですから、この二個のｐ軌道は混じり合って繋がる事が出来ます。
こうして二本目の結合ができます。（上下に二本あると思うかもしれませんが、上下とも同じ一本のｐ軌道なので、一本と数えます）
これが二重結合なんですね。
この事から分かりますように、二重結合というのは、同等の結合ではなく、二種類の違った結合で出来ているのですね。
最初のｓｐ２でできた結合は、通常の単結合と同等の強度を持った結合で、σ（シグマ）結合と言います。単結合同様ですから、かなり強い結合です。
一方、残ったｐ軌道が溶け合ってできた結合は、かなり弱い結合です。比較的に容易に切れます。こっちの結合はπ（パイ）結合と言います。
で、エチレンの場合は、残っているｓｐ２軌道に水素原子が結合して完成します。
こういう仕組ですから、エチレンを構成する６つの原子は全て常に、同一平面内にあります。
二重結合を持っている分子の多くは、この軌道を採っています。
そのため、単結合とは違う問題が生じます。
次のページでは、その事を説明しましょう。
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