Skirtumas tarp molekulinės orbitos teorijos ir hibridizacijos teorijos

pagrindinis skirtumas tarp molekulinės orbitos teorijos ir hibridizacijos teorijos yra ta molekulinė orbitalės teorija apibūdina jungiamųjų ir anti-surišamųjų orbitalių susidarymą, tuo tarpu hibridizacijos teorija apibūdina hibridinių orbitalių susidarymą.

Yra skirtingos teorijos, sukurtos nustatyti molekulių elektroninę ir orbitinę struktūras. VSEPR teorija, Lewiso teorija, valentinių ryšių teorija, hibridizacijos teorija ir molekulinių orbitalių teorija yra tokios svarbios teorijos. Tarp jų priimtiniausia teorija yra molekulinės orbitalės teorija.

TURINYS

1. Apžvalga ir svarbiausias skirtumas
2. Kas yra molekulinės orbitos teorija 
3. Kas yra hibridizacijos teorija
4. Šalutinis palyginimas - molekulinės orbitos teorija prieš hibridizacijos teoriją
5. Santrauka

Kas yra molekulinės orbitos teorija?

Molekulinės orbitos teorija yra būdas apibūdinti molekulių elektroninę struktūrą, naudojant kvantinę mechaniką. Tai yra produktyviausias būdas paaiškinti cheminį sujungimą molekulėse. Leiskite mums išsamiai aptarti šią teoriją.

Pirmiausia turime žinoti, kas yra molekulinės orbitalės. Tarp dviejų atomų susidaro cheminė jungtis, kai grynoji patrauklioji jėga tarp dviejų atomų branduolių ir tarp jų esančių elektronų viršija elektrostatinę atstumą tarp dviejų atomų branduolių. Iš esmės tai reiškia, kad patraukliosios jėgos tarp dviejų atomų turėtų būti didesnės nei atstumiančiosios jėgos tarp tų dviejų atomų. Kad suformuotų šią cheminę jungtį, elektronai turi egzistuoti srityje, vadinamoje „surišimo sritimi“. Jei ne, elektronai bus „rišamojoje srityje“, kuri padės atstumiančiai jėgai tarp atomų.

Tačiau jei reikalavimai yra įvykdyti ir tarp dviejų atomų susiformuoja cheminė jungtis, tada atitinkami sujungime esantys orbitalai vadinami molekuliniais orbitaliais. Čia mes galime pradėti nuo dviejų dviejų atomų orbitų ir baigtis viena orbitale (molekuline orbitale), priklausančia abiem atomams..

Remiantis kvantine mechanika, atominės orbitalės negali atsirasti ar išnykti taip, kaip mes norime. Kai orbitalės sąveikauja tarpusavyje, jos yra linkusios atitinkamai pakeisti savo formas. Tačiau, pasak kvantinės mechanikos, jie gali laisvai keisti formą, bet turi turėti tą patį orbitų skaičių. Tuomet turime rasti trūkstamą orbitą. Dviejų atominių orbitalių fazinis derinys sukuria rišančiąją orbitalę, o nefazinė kombinacija sudaro anti-rišamąją orbitalę.

01 paveikslas: Molekulinės orbitos diagrama

Ryšio elektronai užima jungiamąją orbitalę, o elektronai, esantys anti-surišimo orbitalėje, nedalyvauja jungties formavime. Šie elektronai veikiau priešinasi cheminės jungties formavimuisi. Ryšio orbitalė turi mažesnę potencialią energiją nei anti-surišimo orbitalė. Jei laikysime sigmos jungtį, orbitalės rišimosi žymėjimas yra σ, o anti-rišantis orbitalė yra σ *. Šią teoriją galime panaudoti apibūdindami sudėtingų molekulių struktūrą, kad paaiškintume, kodėl kai kurios molekulės neegzistuoja (t. Y. He₂) ir molekulių rišimosi tvarka. Taigi šis aprašymas trumpai paaiškina molekulinės orbitos teorijos pagrindus.

Kas yra hibridizacijos teorija?

Hibridizacijos teorija yra technika, kurią naudojame apibūdindami molekulės orbitinę struktūrą. Hibridizacija - tai hibridinių orbitalių susidarymas maišant dvi ar daugiau atomų orbitalių. Šių orbitų orientacija lemia molekulės geometriją. Tai yra valentinių ryšių teorijos išplėtimas.

Prieš susidarant atominėms orbitalėms, jos turi skirtingas energijas, tačiau po formavimo visi orbitalės turi vienodą energiją. Pavyzdžiui, atominė orbitalė ir p atominė orbitalė gali sujungti ir sudaryti dvi sp-orbitalės. S ir p atominės orbitos turi skirtingą energiją (s energija < 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.

02 paveikslas: Ryšys tarp hibridinių anglies atomo orbitalų ir vandenilio atomų orbitalų

Hibridizacijos idėja pirmiausia kilo diskusijoje, nes mokslininkai pastebėjo, kad valentinių ryšių teorija nesugebėjo teisingai numatyti kai kurių molekulių, tokių kaip CH, struktūros.₄. Nors anglies atomas pagal savo elektronų konfigūraciją turi tik du nesusijusius elektronus, jis gali sudaryti keturis kovalentinius ryšius. Norėdami suformuoti keturis ryšius, turi būti keturi nesujungti elektronai.

Vienintelis būdas paaiškinti šį reiškinį buvo manyti, kad anglies atomo s ir p orbitalės susilieja tarpusavyje, sudarydamos naujus orbitus, vadinamus hibridiniais orbitaliais, turinčiais tą pačią energiją. Čia vienas s + trys p suteikia 4 sp³ orbitalės. Todėl elektronai šiuos hibridinius orbitalius užpildo tolygiai (po vieną elektroną kiekvienoje hibridinėje orbitoje), laikydamiesi Hundo taisyklės. Tada yra keturi elektronai, skirti keturiems kovalentiniams ryšiams su keturiais vandenilio atomais sudaryti.

Kuo skiriasi molekulinės orbitos teorija ir hibridizacijos teorija?

Molekulinės orbitos teorija yra būdas apibūdinti molekulių elektroninę struktūrą, naudojant kvantinę mechaniką. Hibridizacijos teorija yra technika, kurią naudojame apibūdindami molekulės orbitinę struktūrą. Taigi, pagrindinis skirtumas tarp molekulinės orbitalės teorijos ir hibridizacijos teorijos yra tas, kad molekulinės orbitalės teorija apibūdina jungiamųjų ir anti-surišamųjų orbitų susidarymą, tuo tarpu hibridizacijos teorija apibūdina hibridinių orbitų susidarymą..

Be to, remiantis molekuline orbitalės teorija, naujos orbitos formos susimaišo su dviejų atomų atominėmis orbitalėmis, o hibridizacijos teorijoje naujos orbitalių formos sudaro to paties atomo atominių orbitalių susimaišymą. Todėl tai yra dar vienas skirtumas tarp molekulinės orbitos teorijos ir hibridizacijos teorijos.

Santrauka - molekulinės orbitos teorija prieš hibridizacijos teoriją

Tiek molekulinės orbitos teorija, tiek hibridizacijos teorija yra svarbios nustatant molekulės struktūrą. Pagrindinis skirtumas tarp molekulinės orbitalės teorijos ir hibridizacijos teorijos yra tas, kad molekulinės orbitalės teorija apibūdina jungiamųjų ir anti-surišamųjų orbitų susidarymą, tuo tarpu hibridizacijos teorija apibūdina hibridinių orbitalių susidarymą..

Nuoroda:

1. „Hibridizacija“. Chemija „LibreTexts“, „Libretexts“, 2019 m. Birželio 5 d., Galima rasti čia.

Vaizdo mandagumas:

1. „O2MolecularDiagramCR“ - „TCReuter“ - Nuosavas darbas (CC BY-SA 4.0) per „Commons Wikimedia“
2. „Ch4 hibridizacija“, autorius K. Aainsqatsi angliškoje Vikipedijoje (Originalus tekstas: K. Aainsqatsi) - Savas darbas (Originalus tekstas: savadarbis) (viešas domenas) per „Commons Wikimedia“