Orbital atomowy kontra orbital hybrydowy
Wiązania w molekułach zostały zrozumiane w nowy sposób dzięki nowym teoriom przedstawionym przez Schrodingera, Heisenberga i Paula Diarca. Wraz ze swoimi odkryciami pojawiła się mechanika kwantowa. Odkryli, że elektron ma zarówno właściwości cząsteczkowe, jak i falowe. Dzięki temu Schrodinger opracował równania, aby znaleźć falową naturę elektronu i wymyślił równanie falowe i funkcję falową. Funkcja falowa (Ψ) odpowiada różnym stanom elektronu.
Orbital atomowy
Max Born wskazuje fizyczne znaczenie kwadratu funkcji falowej (Ψ2) po przedstawieniu przez Schrodingera swojej teorii. Według Borna, Ψ2 wyraża prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w określonej lokalizacji. Tak więc, jeśli Ψ2 jest większą wartością, to prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w tej przestrzeni jest większe. Dlatego w przestrzeni gęstość prawdopodobieństwa elektronów jest duża. Wręcz przeciwnie, jeśli Ψ2 jest niskie, to gęstość prawdopodobieństwa elektronów jest niska. Wykresy Ψ2 na osiach x, yi z pokazują te prawdopodobieństwa i przyjmują kształt orbitali s, p, d i f. Są one znane jako orbitale atomowe. Orbital atomowy można zdefiniować jako obszar przestrzeni, w którym prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w atomie jest duże. Orbitale atomowe charakteryzują się liczbami kwantowymi, a każdy orbital atomowy może pomieścić dwa elektrony o przeciwnych spinach. Na przykład, kiedy zapisujemy konfigurację elektronową, zapisujemy jako 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n wartości całkowite to liczby kwantowe. Liczba w indeksie górnym po nazwie orbitalu pokazuje liczbę elektronów na tym orbicie. Orbitale mają kształt kuli i są małe. Orbitale P mają kształt hantli z dwoma płatami. Mówi się, że jeden płat jest dodatni, a drugi ujemny. Miejsce, w którym dwa płaty stykają się ze sobą, nazywane jest węzłem. Istnieją 3 orbitale p jako x, y i z. Są ułożone w przestrzeni tak, że ich osie są do siebie prostopadłe. Istnieje pięć orbitali d i 7 orbitali f o różnych kształtach. Tak więc zbiorczo, poniżej podano całkowitą liczbę elektronów, które mogą znajdować się na orbicie.
s orbital-2 elektrony
Orbitale P- 6 elektronów
d orbitale - 10 elektronów
f orbitale- 14 elektronów
Orbital hybrydowy
Hybrydyzacja to mieszanie dwóch nierównoważnych orbitali atomowych. Wynikiem hybrydyzacji jest orbital hybrydowy. Istnieje wiele typów orbitali hybrydowych utworzonych przez zmieszanie orbitali s, p i d. Najpopularniejszymi orbitalami hybrydowymi są sp3, sp2 i sp. Na przykład, w CH4, C ma 6 elektronów z konfiguracją elektronów 1s22s2 2p 2 w stanie podstawowym. Po wzbudzeniu jeden elektron z poziomu 2s przesuwa się na poziom 2p dając trzy 3 elektrony. Następnie elektron 2s i trzy elektrony 2p mieszają się razem i tworzą cztery równoważne orbitale hybrydowe sp3. Podobnie w hybrydyzacji sp2 powstają trzy orbitale hybrydowe, aw hybrydyzacji sp dwa orbitale hybrydowe. Liczba wytworzonych orbitali hybrydowych jest równa sumie hybrydyzowanych orbitali.
Jaka jest różnica między orbitalami atomowymi a orbitalami hybrydowymi?
• Orbitale hybrydowe są tworzone z orbitali atomowych.
• Różne typy i liczby orbitali atomowych uczestniczą w tworzeniu orbitali hybrydowych.
• Różne orbitale atomowe mają różne kształty i liczbę elektronów. Ale wszystkie orbitale hybrydowe są równoważne i mają tę samą liczbę elektronów.
• Orbitale hybrydowe zwykle uczestniczą w tworzeniu wiązania kowalencyjnego sigma, podczas gdy orbitale atomowe uczestniczą zarówno w tworzeniu wiązania sigma, jak i pi.
