Разлика между хибридни и изродени орбитали

Най- ключова разлика между хибридни и изродени орбитали е това хибридните орбитали са нови орбитали, които се образуват от смесването на две или повече орбитали, докато изродените орбитали първоначално съществуват в атом.

Както подсказва името му, хибридна орбитала е хибрид с две или повече орбитали. Въпреки че името изродена орбитала изглежда същото, те не са новообразувани орбитали - те вече съществуват в атом. Освен това всички хибридни орбитали в една молекула имат една и съща енергия, докато дегенерираните орбитали в атом имат една и съща енергия.

СЪДЪРЖАНИЕ

1. Преглед и ключова разлика
2. Какво са хибридни орбитали
3. Какво са изродени орбитали
4. Паралелно сравнение - хибридни срещу изродени орбитали в таблична форма
5. Резюме

Какво представляват хибридните орбитали?

Хибридните орбитали са орбитали, образувани от комбинацията от две или повече атомни орбитали. Ние наричаме тази комбинирана хибридизация на процеса. Преди образуването на тези орбитали атомните орбитали могат да имат различни енергии, но след образуването всички орбитали имат една и съща енергия. Например s атомна орбитала и p атомна орбитала могат да се комбинират, за да образуват две sp орбитали. Атомните орбитали s и p имат различни енергии (енергия на s < 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.

Фигура 01: Sp хибридизация

Идеята за хибридизация за пръв път влезе в дискусията, защото учените наблюдават, че теорията на валентните връзки не успява правилно да предскаже структурата на някои молекули като CH₄. Въпреки че въглеродният атом има само два несдвоени електрона според своята електронна конфигурация, той може да образува четири ковалентни връзки. За да се образуват четири връзки, трябва да има четири несдвоени електрона. Единственият начин да се обясни това явление беше да се мисли, че s и p орбитали от въглероден атом се сливат помежду си, за да образуват нови орбитали, наречени хибридни орбитали, които имат една и съща енергия. Тук едно s + три p дава 4 sp³ орбитали. Следователно, електроните изпълват равномерно тези хибридни орбитали (по един електрон на хибридна орбитала), като се подчиняват на правилото на Хунд. След това има четири електрона за образуването на четири ковалентни връзки с четири водородни атома.

Какво представляват изродените орбитали?

Денигратираните орбитали са атомните орбитали, които имат една и съща енергия. Например, в p орбиталната подсграда има три атомни орбитали, които се различават една от друга според пространственото разположение. Въпреки че енергията на тези три p орбитали е една и съща, те са различно подредени; затова ги наричаме изродени орбитали.

Фигура 02: Пространствено разположение на три p орбитали

Въпреки това, при наличието на външно магнитно поле, можем да премахнем дегенерацията. Това е така, защото изродените орбитали са склонни да получават различни енергии в присъствието на това външно магнитно поле и те вече не са изродени орбитали. Освен това, пет d орбитали в d-подградието също са изродени орбитали, тъй като имат една и съща енергия.

Каква е разликата между хибридни и изродени орбитали?

Ключовата разлика между хибридните и изродените орбитали е, че хибридните орбитали са нови орбитали, образувани чрез смесване на две или повече орбитали, докато дегенерираните орбитали са орбитали, които първоначално съществуват в атом. Освен това хибридните орбитали са молекулярни орбитали, докато дегенерираните орбитали са атомни орбитали. Освен това хибридните орбитали са молекулярни орбитали, които имат една и съща енергия, докато дегенерираните орбитали са атомни орбитали, които имат една и съща енергия. Например, sp, sp² и sp³ орбиталите са хибридни орбитали, докато три p орбитали в p subhell.

Обобщение - хибридни срещу изродени орбитали

Хибридните орбитали са молекулярни орбитали, докато изродените орбитали са атомни орбитали. Ключовата разлика между хибридните и изродените орбитали е, че хибридните орбитали се образуват чрез смесване на две или повече орбитали, докато дегенерираните орбитали първоначално съществуват в атом.

справка:

1. Хелменстин, Ан Мари. „Хибридна орбитална дефиниция.“ ThoughtCo, 22 юни 2018, Достъпно тук.

С любезност на изображенията:

1. „Sp хибридизация“ от Tem5psu - Собствена работа (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia
2. “Px py pz orbitals” от Фондация CK-12 - Файл: High School Chemistry.pdf, страница 268 (CC BY-SA 3.0) през Wikimedia Commons