تفاوت اصلی بین اوربیتال های خالص و ترکیبی این است که اوربیتال های خالص اوربیتال های اتمی اصلی هستند در حالی که اوربیتال های ترکیبی از اختلاط دو یا چند اوربیتال اتمی تشکیل می شوند.
در تشکیل پیوند شیمیایی مولکول‌های ساده، به سادگی می‌توان همپوشانی اوربیتالهای اتمی را در نظر گرفت. اما اگر بخواهیم پیوند شیمیایی در مولکول های پیچیده را مورد بحث قرار دهیم، باید بدانیم هیبریداسیون مداری چیست. هیبریداسیون مداری مفهومی شیمیایی است که اختلاط اوربیتال های اتمی را برای تشکیل اوربیتال های هیبریدی جدید توصیف می کند. این اوربیتال ها در تشکیل پیوندهای شیمیایی کووالانسی دخالت دارند.
اوربیتالهای خالص چیست؟
اوربیتال های خالص اوربیتال های اتمی هستند که حاوی الکترون های اتم هستند. این اوربیتال ها مانند اوربیتال های هیبریدی اوربیتال های مختلط نیستند. اوربیتال محتمل ترین مکان الکترون ها را در یک اتم نشان می دهد زیرا الکترون ها در حرکت مداوم در اطراف هسته اتم هستند. این به جای یک مکان ثابت، منطقه ای را می دهد که الکترون می تواند در یک زمان خاص رخ دهد.
اوربیتالهای اتمی خالص به اشکال مختلفی مانند شکل کروی، شکل دمبل وجود دارند. با توجه به مکانیک کوانتومی، مجموعه ای از اعداد کوانتومی وجود دارد که ما از آنها برای نامگذاری یک اوربیتال استفاده می کنیم. این مجموعه اعداد شامل n (عدد کوانتومی اصلی)، l (عدد کوانتومی تکانه زاویه‌ای)، m (عدد کوانتومی مغناطیسی) و s (عدد کوانتومی اسپین) است. هر اوربیتال حداکثر دو الکترون را اشغال می کند. با توجه به عدد کوانتومی تکانه زاویه‌ای، چهار اوربیتال اتمی معمولاً شناخته می‌شوند به‌عنوان اوربیتال s (کروی شکل)، اوربیتال p (دمبلی شکل)، اوربیتال d (دو دمبل در یک صفحه) و اوربیتال f (یک ساختار پیچیده).
اوربیتال های ترکیبی چیست؟
اوربیتال های ترکیبی اوربیتال های مولکولی هستند که از اختلاط اوربیتال های اتمی تشکیل می شوند. اینها اوربیتالهای فرضی هستند. اختلاط بین اوربیتال های اتمی یک اتم اتفاق می افتد. این اختلاط به منظور ایجاد پیوند شیمیایی کووالانسی با اتم دیگر اتفاق می افتد. فرآیند این اختلاط "هیبریداسیون مداری" است که منجر به اوربیتال های هیبریدی می شود. ما این اوربیتال ها را با توجه به اوربیتال های اتمی که تحت هیبریداسیون قرار می گیرند نام گذاری می کنیم.
شکل 01: هیبریداسیون sp3
بر این اساس، سه شکل اصلی اوربیتال های هیبریدی عبارتند از:
- اوربیتال هیبریدی sp - این اوربیتال به دلیل هیبریداسیون اوربیتال های اتمی s و p تشکیل می شود. بنابراین اوربیتال هیبریدی حاصل دارای 50% خصوصیات s و 50% خصوصیات اوربیتال p است. این اوربیتال هیبریدی دارای آرایش فضایی خطی است.
- sp2 اوربیتال هیبریدی - این به دلیل هیبریداسیون یک اوربیتال s و دو p شکل می گیرد. بنابراین اوربیتال هیبریدی به دست آمده دارای 33 درصد مشخصات مداری s و 66 درصد ویژگی مداری p است. آرایش فضایی مسطح مثلثی است.
- sp3 اوربیتال هیبریدی - این به دلیل هیبریداسیون اوربیتال های یک s و سه p شکل می گیرد. از این رو اوربیتال هیبریدی حاصل دارای 25% خصوصیات s و 75% خصوصیات p است. آرایش فضایی این اوربیتال های هیبریدی چهار وجهی است.
تفاوت بین اوربیتالهای خالص و ترکیبی چیست؟
اوربیتال های خالص اوربیتال های اتمی هستند که حاوی الکترون های اتم هستند در حالی که اوربیتال های ترکیبی اوربیتال های مولکولی هستند که از اختلاط اوربیتال های اتمی تشکیل می شوند. این تفاوت اصلی بین اوربیتال خالص و ترکیبی است. علاوه بر این، اوربیتال های هیبریدی از طریق هیبریداسیون مداری تشکیل می شوند، اما اوربیتال های خالص هیبرید نمی شوند. علاوه بر این، تشکیل اوربیتال های هیبریدی در تشکیل ترکیبات شیمیایی پیچیده از طریق تشکیل پیوندهای شیمیایی کووالانسی مهم است.وقتی نام اوربیتال ها را در نظر می گیریم، اوربیتال های خالص را اوربیتال های s، p، d و f می نامیم در حالی که اوربیتال های ترکیبی را sp، sp2، sp3 نام گذاری می کنیم.و غیره.
اینفوگرافیک زیر تفاوت بین اوربیتال های خالص و ترکیبی را برای مرجع سریع جدول بندی می کند.
خلاصه - خالص در مقابل اوربیتال های ترکیبی
اوربیتال های اتمی مناطقی هستند که الکترون ها در اتم ها وجود دارند. در این مقاله دو نوع اوربیتال را به عنوان اوربیتال های خالص و ترکیبی توضیح دادیم. تفاوت اصلی بین اوربیتال های خالص و ترکیبی این است که اوربیتال های خالص اوربیتال های اتمی اصلی هستند در حالی که اوربیتال های ترکیبی از اختلاط دو یا چند اوربیتال اتمی تشکیل می شوند.
