Nyckelskillnaden mellan molekylär orbit alteori och hybridiseringsteori är att molekylär orbit alteori beskriver bildningen av bindnings- och antibindningsorbitaler, medan hybridiseringsteorin beskriver bildningen av hybridorbitaler.
Det finns olika teorier utvecklade för att bestämma molekylers elektroniska och orbitala strukturer. VSEPR-teori, Lewis-teori, valensbindningsteori, hybridiseringsteori och molekylär orbit alteori är sådana viktiga teorier. Den mest acceptabla teorin bland dem är den molekylära orbitala teorin.
Vad är Molecular Orbital Theory?
Molekylär orbit alteori är en teknik för att beskriva den elektroniska strukturen hos molekyler med hjälp av kvantmekanik. Det är det mest produktiva sättet att förklara kemisk bindning i molekyler. Låt oss diskutera denna teori i detalj.
Först måste vi veta vad molekylära orbitaler är. En kemisk bindning bildas mellan två atomer när nettoattraktionskraften mellan två atomkärnor och elektronerna mellan dem överstiger den elektrostatiska repulsionen mellan två atomkärnor. I grund och botten betyder detta att attraktionskrafterna mellan två atomer bör vara högre än de frånstötande krafterna mellan dessa två atomer. Här måste elektronerna existera i en region som kallas "bindande region", för att bilda denna kemiska bindning. Om inte, kommer elektronerna att befinna sig i "antibindningsområdet" vilket kommer att hjälpa den frånstötande kraften mellan atomerna.
Men om kraven är uppfyllda och en kemisk bindning bildas mellan två atomer, så kallas motsvarande orbitaler som är involverade i bindning molekylära orbitaler. Här kan vi börja med två orbitaler med två atomer och sluta med en orbital (molekylorbitalen) som tillhör båda atomerna.
Enligt kvantmekaniken kan atomära orbitaler inte visas eller försvinna som vi vill. När orbitaler interagerar med varandra, tenderar de att ändra sina former i enlighet med detta. Men enligt kvantmekaniken är de fria att ändra formen men behöver ha samma antal orbitaler. Då måste vi hitta den saknade orbitalen. Här gör kombinationen av de två atomära orbitalerna i fas den bindande orbitalen medan kombinationen i faser bildar den antibindande orbitalen.
Figur 01: Molecular Orbital Diagram
Bindningselektronerna upptar den bindande orbitalen medan elektronerna i den antibindande orbitalen inte deltar i bindningsbildningen. Snarare motsätter dessa elektroner aktivt bildandet av den kemiska bindningen. Den bindande orbitalen har lägre potentiell energi än den antibindande orbitalen. Om vi betraktar en sigmabindning är beteckningen för bindningsorbital σ, och antibindningsorbitalen är σ. Vi kan använda denna teori för att beskriva strukturen hos komplicerade molekyler för att förklara varför vissa molekyler inte existerar (dvs. He2) och bindningsordningen för molekyler. Således förklarar denna beskrivning kort grunden för den molekylära orbitala teorin.
Vad är hybridiseringsteori?
Hybridiseringsteori är en teknik vi använder för att beskriva en molekyls orbitala struktur. Hybridisering är bildandet av hybridorbitaler genom att blanda två eller flera atomära orbitaler. Orbitalers orientering bestämmer molekylens geometri. Det är en utökning av teorin om valensbindning.
Före bildandet av atomorbitalerna har de olika energier, men efter bildandet har alla orbitaler samma energi. Till exempel kan en s-atomorbital och en p-atomorbital kombineras för att bilda två sp-orbitaler. Atomorbitaler s och p har olika energier (energi av s < energi av p). Men efter hybridiseringen bildar den två sp-orbitaler som har samma energi, och denna energi ligger mellan energierna hos individuella s och p-atomiska orbitalenergier. Dessutom har denna sp-hybridorbital 50 % s orbitalegenskaper och 50 % p orbitalkarakteristik.
Figur 02: Bindning mellan hybridorbitaler av en kolatom och s orbitaler av väteatomer
Idén om hybridisering kom först in i diskussionen eftersom forskare observerade att teorin om valensbindning misslyckades med att korrekt förutsäga strukturen hos vissa molekyler som CH4Här, även om kolatomen bara har två oparade elektroner enligt sin elektronkonfiguration, kan den bilda fyra kovalenta bindningar. För att bilda fyra bindningar måste det finnas fyra oparade elektroner.
Det enda sättet de kunde förklara detta fenomen var att tro att s- och p-orbitaler av kolatomer smälter samman för att bilda nya orbitaler som kallas hybridorbitaler som har samma energi. Här ger ett s + tre p 4 sp3 orbitaler. Därför fyller elektronerna dessa hybridorbitaler jämnt (en elektron per hybridorbital), i enlighet med Hunds regel. Sedan finns det fyra elektroner för bildning av fyra kovalenta bindningar med fyra väteatomer.
Vad är skillnaden mellan Molecular Orbital Theory och Hybridization Theory?
Den molekylära orbitala teorin är en teknik för att beskriva den elektroniska strukturen hos molekyler med hjälp av kvantmekanik. Hybridiseringsteori är en teknik vi använder för att beskriva en molekyls orbitalstruktur. Så den viktigaste skillnaden mellan molekylär orbital teori och hybridiseringsteori är att molekylär orbital teori beskriver bildandet av bindande och antibindande orbitaler, medan hybridiseringsteori beskriver bildandet av hybridorbitaler.
Dessutom, enligt den molekylära omloppsteorin, nya orbitala former från blandningen av atomära orbitaler av två atomer medan i hybridiseringsteorin, nya orbitalformer bildar blandningen av atomära orbitaler av samma atom. Därför är detta ytterligare en skillnad mellan molekylär orbit alteori och hybridiseringsteori.
Sammanfattning – Molecular Orbital Theory vs Hybridization Theory
Både molekylorbit alteori och hybridiseringsteori är viktiga för att bestämma strukturen hos en molekyl. Den viktigaste skillnaden mellan molekylär orbital teori och hybridiseringsteori är att molekylär orbital teori beskriver bildningen av bindnings- och antibindningsorbitaler, medan hybridiseringsteori beskriver bildningen av hybridorbitaler.
