Kluczowa różnica między orbitalami czystymi i hybrydowymi polega na tym, że czyste orbitale są oryginalnymi orbitalami atomowymi, podczas gdy orbitale hybrydowe powstają z mieszania dwóch lub więcej orbitali atomowych.
W tworzeniu wiązań chemicznych prostych cząsteczek możemy po prostu rozważyć nakładanie się orbitali atomowych. Ale jeśli mamy omawiać wiązania chemiczne w złożonych cząsteczkach, musimy wiedzieć, czym jest hybrydyzacja orbitalna. Hybrydyzacja orbitali to koncepcja chemiczna opisująca mieszanie orbitali atomowych w celu utworzenia nowych orbitali hybrydowych. Te orbitale biorą udział w tworzeniu kowalencyjnych wiązań chemicznych.
Czym są czyste orbitale?
Pure orbitale to orbitale atomowe, które zawierają elektrony atomu. Te orbitale nie są orbitalami mieszanymi, takimi jak orbitale hybrydowe. Orbital podaje najbardziej prawdopodobną lokalizację elektronów w atomie, ponieważ elektrony są w ciągłym ruchu wokół jądra atomowego. Zamiast ustalonej lokalizacji, daje to obszar, w którym elektron może pojawić się w określonym czasie.
Czyste orbitale atomowe istnieją w kilku kształtach, takich jak kształt kulisty, kształt hantli. Zgodnie z mechaniką kwantową istnieje zestaw liczb kwantowych, których używamy do nazwania orbitali. Ten zestaw liczb obejmuje n (główna liczba kwantowa), l (liczba kwantowa momentu pędu), m (magnetyczna liczba kwantowa) i s (spinowa liczba kwantowa). Każdy orbital zajmuje maksymalnie dwa elektrony. Zgodnie z liczbą kwantową momentu pędu, istnieją cztery powszechnie znane orbitale atomowe, takie jak s orbital (o kształcie sferycznym), p orbital (w kształcie hantli), d orbital (dwa hantle w tej samej płaszczyźnie) i f orbital (skomplikowana struktura).
Co to są orbitale hybrydowe?
Orbitale hybrydowe to orbitale molekularne powstające z mieszania orbitali atomowych. To są hipotetyczne orbitale. Mieszanie zachodzi między orbitalami atomowymi tego samego atomu. to mieszanie zachodzi w celu utworzenia kowalencyjnego wiązania chemicznego z innym atomem. Proces tego mieszania to „hybrydyzacja orbitalna”, w wyniku której powstają orbitale hybrydowe. Nazywamy te orbitale zgodnie z orbitalami atomowymi, które przechodzą hybrydyzację.
Rysunek 01: Hybrydyzacja sp3
W związku z tym trzy główne formy orbitali hybrydowych to:
- sp orbital hybrydowy – powstaje w wyniku hybrydyzacji orbitali atomowych s i p. W związku z tym powstały orbital hybrydowy ma 50% charakterystyk s i 50% charakterystyk orbitalnych p. Ten hybrydowy orbital ma liniowy układ przestrzenny.
- sp2 orbital hybrydowy – powstaje w wyniku hybrydyzacji jednego s i dwóch p orbitali. Dlatego powstały orbital hybrydowy ma 33% charakterystyki orbitalnej s i 66% charakterystyki orbitalnej p. Układ przestrzenny jest trygonalny planarny.
- sp3 orbital hybrydowy – powstaje w wyniku hybrydyzacji jednego orbitali s i trzech p. Stąd powstały orbital hybrydowy ma 25% charakterystyk s i 75% charakterystyk p. Przestrzenny układ tych orbitali hybrydowych jest czworościenny.
Jaka jest różnica między orbitami czystymi a hybrydowymi?
Orbitale czyste to orbitale atomowe, które zawierają elektrony atomu, podczas gdy orbitale hybrydowe to orbitale molekularne, które powstają z mieszania orbitali atomowych. To jest kluczowa różnica między orbitalami czystymi i hybrydowymi. Ponadto orbitale hybrydowe tworzą się poprzez hybrydyzację orbitalną, ale czyste orbitale nie są hybrydyzowane. Ponadto tworzenie orbitali hybrydowych jest ważne w tworzeniu skomplikowanych związków chemicznych poprzez tworzenie kowalencyjnych wiązań chemicznych. Rozważając nomenklaturę orbitali, czyste orbitale nazywamy orbitalami s, p, d i f, a orbitale hybrydowe sp, sp2, sp3itd.
Poniższa infografika przedstawia różnicę między orbitalami czystymi i hybrydowymi w celu szybkiego odniesienia.
Podsumowanie – orbitale czyste kontra hybrydowe
Orbitale atomowe to obszary, w których elektrony występują w atomach. W tym artykule opisaliśmy dwa typy orbitali jako orbitale czyste i hybrydowe. Kluczowa różnica między orbitalami czystymi i hybrydowymi polega na tym, że czyste orbitale są oryginalnymi orbitalami atomowymi, podczas gdy orbitale hybrydowe powstają z mieszania dwóch lub więcej orbitali atomowych.
