تفاوت اصلی بین نظریه اوربیتال مولکولی و نظریه پیوند ظرفیت این است که نظریه اوربیتال مولکولی تشکیل مداری مولکولی را توصیف می کند، در حالی که نظریه پیوند ظرفیتی اوربیتال های اتمی را توصیف می کند.
مولکول های مختلف دارای خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوتی نسبت به اتم های جداگانه ای هستند که به هم پیوسته اند تا این مولکول ها را تشکیل دهند. برای درک این تفاوت بین خواص اتمی و مولکولی، لازم است که تشکیل پیوند شیمیایی بین چندین اتم برای ساخت یک مولکول را درک کنیم. در حال حاضر، ما از دو نظریه مکانیک کوانتومی برای توصیف پیوند کووالانسی و ساختار الکترونیکی مولکول ها استفاده می کنیم.اینها نظریه پیوند ظرفیت و نظریه اوربیتال مولکولی هستند.
نظریه اوربیتال مولکولی چیست؟
در مولکول ها، الکترون ها در اوربیتال های مولکولی قرار دارند، اما شکل آنها متفاوت است و با بیش از یک هسته اتمی مرتبط هستند. نظریه اوربیتال مولکولی توصیف مولکول ها بر اساس اوربیتال های مولکولی است.
ما می توانیم تابع موجی را که یک اوربیتال مولکولی را با ترکیب خطی اوربیتال های اتمی توصیف می کند، بدست آوریم. یک اوربیتال پیوندی زمانی تشکیل می شود که دو اوربیتال اتمی در یک فاز برهم کنش کنند (برهم کنش سازنده). هنگامی که آنها خارج از فاز (برهم کنش مخرب)، اوربیتال های ضد پیوند از. بنابراین برای هر برهمکنش زیر مداری اوربیتال های پیوندی و ضد پیوندی وجود دارد. اوربیتال‌های پیوندی انرژی کمی دارند و الکترون‌ها بیشتر در آنها ساکن هستند. اوربیتال های ضد پیوند دارای انرژی بالایی هستند و وقتی همه اوربیتال های پیوند پر می شوند، الکترون ها می روند و اوربیتال های ضد پیوند را پر می کنند.
نظریه پیوند ظرفیت چیست؟
نظریه پیوند ظرفیت مبتنی بر رویکرد پیوند موضعی است، که فرض می‌کند الکترون‌ها در یک مولکول اوربیتال‌های اتمی هر اتم را اشغال می‌کنند. به عنوان مثال، در تشکیل مولکول H2، دو اتم هیدروژن روی اوربیتال های 1s خود همپوشانی دارند. با همپوشانی دو اوربیتال، آنها در یک منطقه مشترک در فضا به اشتراک می گذارند. در ابتدا، هنگامی که دو اتم از هم دور هستند، هیچ برهمکنشی بین آنها وجود ندارد. بنابراین، انرژی پتانسیل صفر است.
با نزدیک شدن اتم ها به یکدیگر، هر الکترون توسط هسته اتم دیگر جذب می شود و در همان زمان، الکترون ها همدیگر را دفع می کنند، مانند هسته ها. در حالی که اتم ها هنوز از هم جدا هستند، جاذبه بیشتر از دافعه است، بنابراین انرژی پتانسیل سیستم کاهش می یابد. نقطه ای که انرژی پتانسیل به حداقل مقدار می رسد، سیستم در ثبات است. این همان چیزی است که وقتی دو اتم هیدروژن به هم می رسند و مولکول را تشکیل می دهند اتفاق می افتد.
شکل 01: تشکیل یک Pi Bond
با این حال، این مفهوم همپوشانی فقط می تواند مولکول های ساده ای مانند H2، F2، HF، و غیره را توصیف کند. مولکول هایی مانند CH4 با این وجود، این مشکل را می توان با ترکیب این نظریه با نظریه مداری ترکیبی حل کرد. هیبریداسیون اختلاط دو اوربیتال اتمی غیر هم ارز است. برای مثال، در CH4، C دارای چهار اوربیتال هیبرید شده sp3 است که با اوربیتال های s هر H همپوشانی دارند.
تفاوت بین نظریه اوربیتال مولکولی و نظریه پیوند ظرفیت چیست؟
در حال حاضر، ما از دو نظریه مکانیک کوانتومی برای توصیف پیوند کووالانسی و ساختار الکترونیکی مولکول ها استفاده می کنیم.اینها نظریه پیوند ظرفیت و نظریه اوربیتال مولکولی هستند. تفاوت اصلی بین نظریه اوربیتال مولکولی و نظریه پیوند ظرفیت این است که نظریه اوربیتال مولکولی تشکیل مداری مولکولی را توصیف می کند، در حالی که نظریه پیوند ظرفیتی اوربیتال های اتمی را توصیف می کند. علاوه بر این، نظریه پیوند ظرفیت فقط برای مولکول های دو اتمی قابل استفاده است و نه برای مولکول های چند اتمی. با این حال، می‌توانیم نظریه اوربیتال مولکولی را برای هر مولکولی اعمال کنیم.
خلاصه - نظریه اوربیتال مولکولی در مقابل نظریه پیوند ظرفیتی
نظریه پیوند ظرفیت و نظریه اوربیتال مولکولی دو نظریه مکانیک کوانتومی هستند که پیوند کووالانسی و ساختار الکترونیکی مولکول ها را توصیف می کنند. تفاوت اصلی بین نظریه اوربیتال مولکولی و نظریه پیوند ظرفیت این است که نظریه اوربیتال مولکولی تشکیل مداری مولکولی را توصیف می کند، در حالی که نظریه پیوند ظرفیتی اوربیتال های اتمی را توصیف می کند.
