Különbség a molekuláris orbitális elmélet és a hibridizációs elmélet között

Az kulcs különbség a molekuláris orbitális elmélet és a hibridizációs elmélet között ez A molekuláris orbitális elmélet leírja a kötő és anti-kötő orbitálok kialakulását, míg a hibridizációs elmélet leírja a hibrid orbitálok kialakulását.

Különböző elméleteket dolgoztak ki a molekulák elektronikus és orbitális szerkezetének meghatározására. A VSEPR elmélet, a Lewis-elmélet, a valenciakötési elmélet, a hibridizációs elmélet és a molekuláris orbitális elmélet ilyen fontos elméletek. Közülük a leginkább elfogadható elmélet a molekuláris orbitális elmélet.

TARTALOMJEGYZÉK

1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a molekuláris keringési elmélet? 
3. Mi a hibridizációs elmélet?
4. Összehasonlítás - Molekuláris Orbital Elmélet vs Hibridizációs Elmélet
5. Összegzés

Mi a molekuláris keringési elmélet??

A molekuláris orbitális elmélet a molekulák elektronikus szerkezetének kvantummechanikával történő leírására szolgáló módszer. Ez a legtermékenyebb módja annak, hogy megmagyarázza a molekulák kémiai kötését. Nézzük részletesen ezt az elméletet.

Először is tudnunk kell, hogy mi a molekuláris pálya. Két atom között kémiai kötés alakul ki, amikor a két atommag és a közöttük lévő elektronok közötti nettó vonzó erő meghaladja a két atommag közötti elektrosztatikus repulziót. Alapvetően ez azt jelenti, hogy a két atom közötti vonzó erőknek nagyobbnak kell lenniük, mint az e két atom közötti visszatükröző erőknek. Itt az elektronoknak „kötési régiónak” nevezett régióban kell létezniük, hogy ez a kémiai kötés kialakuljon. Ha nem, az elektronok az „anti-kötő régióban” vannak, amely elősegíti az atomok közötti visszatükröző erőt.

Ha azonban a követelmények teljesülnek, és kémiai kötés alakul ki két atom között, akkor a kötésben részt vevő megfelelő orbitálokat molekuláris orbitáloknak nevezzük. Itt kezdhetjük két atom két keringőpontját, és végül egy orbitállal (a molekuláris orbitállal) lehetünk, amely mindkét atomhoz tartozik.

A kvantummechanika szerint az atomi pályák nem jelenhetnek meg és nem tűnhetnek el, ahogy szeretnénk. Amikor az orbitálok kölcsönhatásba lépnek, hajlamosak ennek megfelelően megváltoztatni alakjukat. A kvantummechanika szerint azonban szabadon változtathatják meg az alakjukat, de ugyanannak a keringőnek kell lennie. Akkor meg kell találnunk a hiányzó pályát. Itt a két atomi pálya fázisú kombinációja köti össze a kötődő orbitát, míg a fázison kívüli kombináció az anti-kötő pályát.

01. ábra: Molekuláris orbitális diagram

A kötőelektronák elfoglalják a kötőpályát, míg a kötődésgátló orbitalban levő elektronok nem vesznek részt a kötésképződésben. Inkább ezek az elektronok aktívan ellenzik a kémiai kötés kialakulását. A kötőpálya kevesebb potenciális energiával rendelkezik, mint a kötődésgátló körpálya. Ha figyelembe vesszük a szigmakötést, akkor az orbitális kötési jelölés σ, az anti-kötődés σ *. Ezt az elméletet felhasználhatjuk a bonyolult molekulák szerkezetének leírására, hogy megmagyarázzuk, miért nem léteznek bizonyos molekulák (azaz ő₂) és a molekulák kötési sorrendje. Ez a leírás tehát röviden ismerteti a molekuláris orbitális elmélet alapját.

Mi a hibridizációs elmélet??

A hibridizációs elmélet egy módszer, amelyet a molekula orbitális felépítésének leírására használunk. A hibridizáció hibrid orbitálok képződése kettő vagy több atomi pálya összekeverésével. Ezen orbitálok tájolása határozza meg a molekula geometriáját. Ez a valenciakötvény elmélet kibővítése.

Az atompályák kialakulása előtt eltérő energiájuk van, de a kialakulás után az összes pályájuk azonos energiával rendelkezik. Például egy s atomi orbital és egy p atomos orbital összekapcsolható, hogy két sp pályát képezzen. Az s és p atomi pályák eltérő energiájúak (az s energiája) < 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 ábra: Kötés a szénatom hibrid pályáin és a hidrogénatomok körüli pályáin

A hibridizáció gondolata először a vitabe került, mivel a tudósok megfigyelték, hogy a valenciakötés elmélete nem tudta helyesen megjósolni egyes molekulák, például a CH szerkezetét₄. Habár a szénatomnak csak két páratlan elektronja van az elektronkonfigurációja szerint, négy kovalens kötést képezhet. Négy kötés kialakításához négy páratlan elektronnak kell lennie.

Az egyetlen módja annak, hogy megmagyarázzák ezt a jelenséget, az az volt, hogy azt gondolták, hogy a szénatom s és p pályája egymással összeolvad, és újabb, azonos energiájú, hibrid orbitálokat neveznek. Itt egy s + 3 p ad 4 sp-t³ pályák. Ezért az elektronok egyenletesen tölti ki ezeket a hibrid pályákat (hibrid pályán egy elektron), Hund szabályának betartásával. Ezután négy elektron van négy kovalens kötés kialakításához négy hidrogénatommal.

Mi a különbség a molekuláris orbitális elmélet és a hibridizációs elmélet között??

A molekuláris orbitális elmélet a molekulák elektronikus szerkezetének kvantummechanikával történő leírására szolgáló módszer. A hibridizációs elmélet egy módszer, amelyet a molekula orbitális felépítésének leírására használunk. Tehát a molekuláris orbitális elmélet és a hibridizációs elmélet közötti fő különbség az, hogy a molekuláris orbitális elmélet leírja a kötő és anti-kötő orbitálok kialakulását, míg a hibridizációs elmélet leírja a hibrid orbitálok kialakulását..

Ezen túlmenően, a molekuláris orbitális elmélet szerint, két atom atompályáinak keveredéséből származó új orbitális formák, míg a hibridizációs elméletben az új orbitális formák ugyanazon atom atompályáinak keverését képezik. Ezért ez egy újabb különbség a molekuláris orbitális elmélet és a hibridizációs elmélet között.

Összegzés - Molekuláris Orbital Elmélet vs Hibridizációs Elmélet

Mind a molekuláris orbitális elmélet, mind a hibridizáció elmélete fontos a molekula szerkezetének meghatározásában. A legfontosabb különbség a molekuláris orbitális elmélet és a hibridizációs elmélet között az, hogy a molekuláris orbitális elmélet leírja a kötő és anti-kötő pályák kialakulását, míg a hibridizációs elmélet leírja a hibrid pályák kialakulását..

Referencia:

1. A „hibridizáció”. Kémia LibreTexts, Libretexts, 2019. június 5., Elérhető itt.

Kép jóvoltából:

1. „O2MolecularDiagramCR” a TCReuter által - Saját munka (CC BY-SA 4.0) a Commons Wikimedia segítségével
2. A Ch4 hibridizáció: K. Aainsqatsi az angol Wikipedia-ban (Eredeti szöveg: K. Aainsqatsi) - Saját munka (Eredeti szöveg: saját készítésű) (Public Domain) a Commons Wikimedia segítségével