Razlika između teorije molekularne orbitale i teorije hibridizacije
Share
ključna razlika između teorije molekularne orbitale i teorije hibridizacije je to teorija molekularne orbitale opisuje formiranje vezivnih i anti-vezanih orbitala, dok teorija hibridizacije opisuje formiranje hibridnih orbitala.
Postoje različite teorije za određivanje elektronskih i orbitalnih struktura molekula. VSEPR teorija, Lewisova teorija, teorija valentne veze, teorija hibridizacije i teorija molekularne orbitale su tako važne teorije. Najprihvatljivija među njima je molekularna orbitalna teorija.
SADRŽAJ
1. Pregled i ključne razlike
2. Što je molekularna orbitalna teorija
3. Što je teorija hibridizacije
4. Usporedna usporedba - Molekularna orbitalna teorija vs teorija hibridizacije
5. Sažetak
Što je molekularna orbitalna teorija?
Molekularna orbitalna teorija je tehnika opisivanja elektronske strukture molekula pomoću kvantne mehanike. To je najproduktivniji način objašnjavanja kemijskog vezivanja u molekulama. Razmotrimo detaljno ovu teoriju.
Prvo moramo znati što su molekularne orbitale. Kemijska veza nastaje između dva atoma kada neto privlačna sila između dvije atomske jezgre i elektrona između njih prelazi elektrostatičko odbijanje između dvije atomske jezgre. U osnovi, to znači da bi privlačne sile između dva atoma trebale biti veće od odbojnih sila između ta dva atoma. Ovdje elektroni moraju postojati u području koje se naziva "područje vezivanja" da bi tvorilo ovu kemijsku vezu. Ako ne, elektroni će biti u "području vezivanja" što će pomoći odbojnoj sili između atoma.
Međutim, ako su uvjeti ispunjeni i između dva atoma formira se kemijska veza, tada se odgovarajuće orbite uključene u vezanje nazivaju molekularnim orbitalima. Ovdje možemo započeti s dvije orbitale od dva atoma i završiti s jednom orbitalom (molekularnom orbitalom) koja pripada oba atoma.
Prema kvantnoj mehanici, atomske orbitale ne mogu se pojaviti ili nestati onako kako želimo. Kad orbitale djeluju jedna s drugom, one imaju tendenciju da mijenjaju svoje oblike u skladu s tim. Ali prema kvantnoj mehanici, oni mogu slobodno mijenjati oblik, ali moraju imati isti broj orbitala. Tada trebamo pronaći orbitu koja nedostaje. Ovdje, međufazna kombinacija dvije atomske orbitale čini veznu orbitalu dok kombinacija izvan faze tvori orbitalnu vezu.
Slika 01: Molekularni orbitalni dijagram
Vezni elektroni zauzimaju vezujuću orbitalu, dok elektroni u orbitalnoj vezivanju ne sudjeluju u stvaranju veza. Umjesto toga, ovi se elektroni aktivno protive stvaranju kemijske veze. Orbitala vezivanja ima nižu potencijalnu energiju od orbitale koja veže antiblog vezanje. Ako smatramo sigmu vezu, oznaka za vezanje orbitale je σ, a orbitala za vezanje je σ *. Pomoću ove teorije možemo opisati strukturu kompliciranih molekula da objasnimo zašto neke molekule ne postoje (tj. On2) i redoslijed veze molekula. Dakle, ovaj opis ukratko objašnjava osnove teorije molekularne orbite.
Što je teorija hibridizacije?
Teorija hibridizacije je tehnika kojom se opisujemo orbitalna struktura molekule. Hibridizacija je formiranje hibridnih orbitala miješanjem dvije ili više atomskih orbitala. Orijentacija ovih orbitala određuje geometriju molekule. To je proširenje teorije valentne veze.
Prije formiranja atomske orbitale imaju različite energije, ali nakon formiranja sve orbitale imaju istu energiju. Na primjer, s atomska orbitala i p atomska orbitala mogu se kombinirati da tvore dvije sp orbitale. Atomske orbitale s i p imaju različite energije (energija s < 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.
Slika 02: Veza između hibridnih orbitala ugljikovog atoma i s orbitala vodikovih atoma
Ideja hibridizacije prvo se upustila u raspravu jer su znanstvenici primijetili da teorija valentne veze nije uspjela ispravno predvidjeti strukturu nekih molekula poput CH4. Ovdje, iako ugljikov atom ima samo dva nesparena elektrona prema svojoj konfiguraciji elektrona, može formirati četiri kovalentne veze. Da bi formirale četiri veze, moraju postojati četiri nesparena elektrona.
Jedini način na koji su objasnili ovaj fenomen bio je misliti da se s i p orbitale ugljikovog atoma spajaju jedna s drugom kako bi tvorile nove orbitale nazvane hibridne orbitale koje imaju istu energiju. Ovdje jedan s + tri p daje 4 sp3 orbitale. Stoga, elektroni ispunjavaju ove hibridne orbite ravnomjerno (jedan elektron po hibridnoj orbitali), pokoravajući se Hundovom pravilu. Zatim su četiri elektrona za stvaranje četiri kovalentne veze s četiri atoma vodika.
Koja je razlika između teorije molekularne orbite i teorije hibridizacije?
Teorija molekularne orbite je tehnika opisivanja elektronske strukture molekula pomoću kvantne mehanike. Teorija hibridizacije je tehnika kojom se opisujemo orbitalna struktura molekule. Dakle, ključna razlika između teorije molekularne orbitale i teorije hibridizacije je ta što molekularna orbitalna teorija opisuje formiranje vezujućih i anti-vezanih orbitala, dok teorija hibridizacije opisuje formiranje hibridnih orbitala.
Nadalje, prema teoriji molekularne orbitale, novi orbitalni oblici iz miješanja atomskih orbitala dva atoma, dok u teoriji hibridizacije, novi orbitalni oblici tvore miješanje atomskih orbitala istog atoma. Stoga je ovo još jedna razlika između teorije molekularne orbitale i teorije hibridizacije.
Sažetak - Molekularna orbitalna teorija vs teorija hibridizacije
I molekularna orbitalna teorija i teorija hibridizacije važne su za određivanje strukture molekule. Ključna razlika između teorije molekularne orbitale i teorije hibridizacije je ta što molekularna orbitalna teorija opisuje formiranje vezivnih i anti-vezanih orbitala, dok teorija hibridizacije opisuje formiranje hibridnih orbitala.
Referenca:
1. „Križanje”. Kemija LibreTexts, Libretexts, 5. lipnja 2019., dostupno ovdje.
Ljubaznošću slike:
1. "O2MolecularDiagramCR", napisao TCReuter - Vlastiti rad (CC BY-SA 4.0) preko Commons Wikimedia
2. "Ch4 hibridizacija" K. Aainsqatsi s engleske Wikipedije (izvorni tekst: K. Aainsqatsi) - Vlastiti rad (Izvorni tekst: samostalno izrađen) (Javna domena) putem Commons Wikimedia
