Разлика између теорије молекуларне орбитале и теорије хибридизације

Тхе кључна разлика између теорије молекуларне орбитале и теорије хибридизације је то теорија молекуларне орбитале описује формирање веза и орбитала везивања, док теорија хибридизације описује формирање хибридних орбитала.

Постоје различите теорије развијене за утврђивање електронских и орбиталних структура молекула. ВСЕПР теорија, Левисова теорија, теорија валентне везе, теорија хибридизације и теорија молекуларне орбитале су тако важне теорије. Најприхватљивија теорија међу њима је молекуларна орбитална теорија.

САДРЖАЈ

1. Преглед и кључне разлике
2. Шта је молекулска орбитална теорија 
3. Шта је теорија хибридизације
4. Упоредна успоредба - Молекуларна орбитална теорија вс теорија хибридизације
5. Резиме

Шта је молекулска орбитална теорија?

Молекуларна орбитална теорија је техника описивања електронске структуре молекула користећи квантну механику. То је најпродуктивнији начин објашњавања хемијске везе у молекулама. Размотримо детаљно ову теорију.

Прво, морамо знати шта су молекуларне орбитале. Хемијска веза настаје између два атома када нето привлачна сила између два атомска језгра и електрона између њих прелази електростатичко одбијање између два атомска језгра. У основи, то значи да би привлачне силе између два атома требале бити веће од одбојних сила између та два атома. Овде, електрони морају да постоје у региону који се зове „везујуће подручје“, да би творили ову хемијску везу. Ако не, електрони ће бити у „анти-везивајућем подручју“ што ће помоћи одбојној сили између атома.

Међутим, ако су услови испуњени и између два атома формира се хемијска веза, тада се одговарајуће орбите укључене у везивање називају молекуларним орбиталима. Овде можемо почети са две орбитале од два атома и завршити са једном орбиталом (молекуларном орбиталом) која припада оба атома.

Према квантној механици, атомске орбитале не могу се појавити или нестати онако како желимо. Када орбитале ступају у интеракцију једна с другом, оне имају тенденцију да у складу с тим промене свој облик. Али према квантној механици, они могу слободно мењати облик, али морају имати исти број орбитала. Тада морамо пронаћи орбиту која недостаје. Овде, фазна комбинација две атомске орбитале чини везујућу орбиталу, док ванфазна комбинација формира орбиталну везу.

Слика 01: Молекуларни орбитални дијаграм

Везни електрони заузимају везујућу орбиталу, док електрони у орбитални везивању не учествују у формирању веза. Уместо тога, ови се електрони активно противе стварању хемијске везе. Орбитала везивања има нижу потенцијалну енергију од орбитале која се везује. Ако сматрамо сигму везу, ознака за везање орбитале је σ, а орбитала за везање је σ *. Ову теорију можемо користити да опишемо структуру компликованих молекула да објаснимо зашто неки молекули не постоје (тј. Он₂) и редослед везе молекула. Стога овај опис укратко објашњава основе теорије молекуларне орбите.

Шта је теорија хибридизације?

Теорија хибридизације је техника коју користимо да опишемо орбиталну структуру молекула. Хибридизација је формирање хибридних орбитала мешањем две или више атомских орбитала. Оријентација ових орбитала одређује геометрију молекула. То је проширење теорије валентне везе.

Пре формирања атомске орбитале имају различиту енергију, али након формирања све орбитале имају исту енергију. На пример, с атомска орбитала и п атомска орбитала могу се комбиновати да би формирале две сп орбитале. Атомске орбитале с и п имају различите енергије (енергија с < energy of p). But after the hybridization, it forms two sp orbitals which have the same energy, and this energy lies between the energies of individual s and p atomic orbital energies. Moreover, this sp hybrid orbital has 50% s orbital characteristics and 50% p orbital characteristics.

Слика 02: Веза између хибридних орбитала угљеничног атома и с орбитала водикових атома

Идеја о хибридизацији прво је ушла у расправу јер су научници приметили да теорија валентне везе није тачно предвидела структуру неких молекула као што је ЦХ₄. Овде, иако атом угљеника има само два неспарена електрона према својој конфигурацији електрона, он може формирати четири ковалентне везе. Да би формирали четири везе, морају бити четири непарна електрона.

Једини начин на који су објаснили овај феномен био је мислити да се с и п орбитале угљиковог атома спајају једна са другом како би формирале нове орбитале назване хибридне орбитале које имају исту енергију. Овде један с + три п даје 4 сп³ орбитале. Због тога, електрони испуњавају ове хибридне орбитале равномерно (један електрон по хибридној орбитали), поштујући Хундово правило. Затим постоје четири електрона за формирање четири ковалентне везе са четири атома водоника.

Која је разлика између теорије молекуларне орбитале и теорије хибридизације?

Молекуларна орбитална теорија је техника описивања електронске структуре молекула користећи квантну механику. Теорија хибридизације је техника коју користимо да опишемо орбиталну структуру молекула. Дакле, кључна разлика између теорије молекуларне орбитале и теорије хибридизације је та што молекуларна орбитална теорија описује формирање веза и орбитала везивања, док теорија хибридизације описује формирање хибридних орбитала.

Даље, према теорији молекуларне орбитале, нови орбитални облици из мешања атомских орбитала два атома, док у теорији хибридизације, нови орбитални облици формирају мешање атомских орбитала истог атома. Стога је ово још једна разлика између теорије молекуларне орбитале и теорије хибридизације.

Преглед - Молекуларна орбитална теорија вс теорија хибридизације

И молекуларна орбитална теорија и теорија хибридизације важне су за одређивање структуре молекула. Кључна разлика између теорије молекуларне орбитале и теорије хибридизације је та што молекуларна орбитална теорија описује формирање веза и орбитала везивања, док теорија хибридизације описује формирање хибридних орбитала.

Референце:

1. "Хибридизација." Цхемистри ЛибреТектс, Либретектс, 5. јуна 2019, доступно овде.

Љубазношћу слике:

1. „О2МолецуларДиаграмЦР“ аутор ТЦРеутер - сопствени рад (ЦЦ БИ-СА 4.0) преко Цоммонс Викимедиа
2. "Цх4 хибридизација" К. Ааинскатси са енглеске Википедије (оригинални текст: К. Ааинскатси) - сопствени рад (оригинални текст: самостално направљен) (јавно власништво) преко Цоммонс Викимедиа