Atšķirība starp hibrīdiem un deģenerātiem orbitāļiem

galvenā atšķirība starp hibrīdiem un deģenerētiem orbitāļiem ir tas hibrīdās orbitāles ir jaunas orbitāles, kas veidojas, sajaucoties diviem vai vairākiem orbitāļiem, turpretim deģenerētas orbitāles sākotnēji pastāv atomā.

Kā norāda nosaukums, hibrīda orbitāle ir divu vai vairāku orbitāļu hibrīds. Kaut arī nosaukums deģenerējies orbitāli šķiet tas pats, tie nav jaunizveidoti orbitāli - tie jau pastāv atomā. Turklāt visiem hibrīda orbitāļiem molekulā ir vienāda enerģija, savukārt deģenerētiem orbitāļiem atomā ir vienāda enerģija.

SATURS

1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir hibrīdas orbitāles
3. Kas ir deģenerētie orbitāli
4. Salīdzinājums blakus - hibrīdi vs deģenerēti orbitāles tabulas formā
5. Kopsavilkums

Kas ir hibrīdas orbitāles?

Hibrīdas orbitāles ir orbitāles, kuras veido divu vai vairāku atomu orbitāļu apvienojums. Mēs to saucam par kombinēto procesu hibridizāciju. Pirms šo orbitālu veidošanās atomu orbitāļiem var būt atšķirīga enerģija, bet pēc veidošanās visiem orbitāļiem ir vienāda enerģija. Piemēram, s atomu orbitāle un p atoma orbitāle var apvienoties, veidojot divas sp orbitāles. S un p atomu orbitālei ir atšķirīga enerģija (s enerģija) < energy of p). But, hybridization results in the formation of two sp orbitals having the same energy; 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.

01. attēls: Sp hibridizācija

Hibridizācijas ideja vispirms ienāca diskusijā, jo zinātnieki novēroja, ka valences saites teorija nespēj pareizi paredzēt dažu molekulu, piemēram, CH, struktūru₄. Lai arī oglekļa atomā ir tikai divi nepāra elektroni atbilstoši tā elektronu konfigurācijai, tas var veidot četras kovalences saites. Lai izveidotu četras saites, jābūt četriem nepāra elektroniem. Vienīgais veids, kā izskaidrot šo parādību, bija domāt, ka oglekļa atoma s un p orbitāles saplūst viens ar otru, veidojot jaunas orbitāles, ko sauc par hibrīdajām orbītām, kurām ir vienāda enerģija. Šeit viens s + trīs p dod 4 sp³ orbitāles. Tāpēc elektroni vienmērīgi piepilda šos hibrīda orbitālus (viens elektrons uz hibrīda orbitāli), ievērojot Hunda likumu. Pēc tam ir četri elektroni, lai veidotos četras kovalentās saites ar četriem ūdeņraža atomiem.

Kas ir deģenerētie orbitāli?

Denigratīvas orbitāles ir atomu orbitāles, kurām ir tāda pati enerģija. Piemēram, p orbitālajā subhellā ir trīs atomu orbitāles, kas atšķiras viens no otra pēc telpiskā izvietojuma. Kaut arī šo trīs p orbitāļu enerģija ir vienāda, tās ir savādāk sakārtotas; tāpēc mēs tos saucam par deģenerātiem orbitāļiem.

02. Attēls. Trīs p orbitāļu telpiskais izvietojums

Tomēr ārēja magnētiskā lauka klātbūtnē mēs varam noņemt deģenerāciju. Tas notiek tāpēc, ka deģenerētiem orbitāļiem ir tendence iegūt dažādas enerģijas šī ārējā magnētiskā lauka klātbūtnē, un tie vairs nav deģenerēti orbitāli. Turklāt piecas d subhellā esošās orbitāles ir arī deģenerētas orbitāles, jo tām ir tāda pati enerģija.

Kāda ir atšķirība starp hibrīdiem un deģenerātiem orbitāļiem?

Galvenā atšķirība starp hibrīdām un deģenerētām orbitālēm ir tā, ka hibrīdas orbitāles ir jaunas orbitāles, kas veidojas, sajaucoties divām vai vairākām orbītām, turpretim deģenerējušās orbitāles ir orbitāles, kas sākotnēji pastāv atomā. Turklāt hibrīdās orbitāles ir molekulāras orbitāles, savukārt deģenerējušās orbitāles ir atomu orbitāles. Turklāt hibrīdas orbitāles ir molekulāras orbitāles, kurām ir tāda pati enerģija, savukārt deģenerējušās orbitāles ir atomu orbitāles, kurām ir tāda pati enerģija. Piemēram, sp, sp² un sp³ orbitāles ir hibrīdas orbitāles, kamēr trīs p orbitāles ir p subhell.

Kopsavilkums - hibrīdi pret deģenerātiem orbitāļiem

Hibrīdas orbitāles ir molekulāras orbitāles, savukārt deģenerējušās orbitāles ir atomu orbitāles. Galvenā atšķirība starp hibrīdām un deģenerētām orbitālēm ir tā, ka hibrīdas orbitāles veidojas, sajaucot divas vai vairākas orbitāles, turpretī deģenerētas orbitāles sākotnēji pastāv atomā.

Atsauce:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Hibrīda orbītas definīcija.” ThoughtCo, 2018. gada 22. jūnijs, pieejams šeit.

Attēla pieklājība:

1. Tempopsu “sp hibridizācija” - pašu darbs (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2. “Px py pz orbitals” ar CK-12 fonda starpniecību - fails: vidusskolas ķīmija.pdf, 268. lpp. (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia