تفاوت بین اوربیتال اتمی و اوربیتال هیبریدی

2024 نویسنده: Alex Aldridge | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 13:37

اوربیتال اتمی در مقابل اوربیتال ترکیبی

پیوند در مولکول ها با نظریه های جدید ارائه شده توسط شرودینگر، هایزنبرگ و پل دیارک به روشی جدید درک شد. مکانیک کوانتومی با یافته های خود وارد تصویر شد. آنها دریافتند که یک الکترون هم خاصیت ذره ای و هم خاصیت موجی دارد. با این کار، شرودینگر معادلاتی را برای یافتن ماهیت موجی یک الکترون ایجاد کرد و معادله موج و تابع موج را ارائه کرد. تابع موج (Ψ) مربوط به حالت های مختلف برای الکترون است.

اوربیتال اتمی

Max Born به معنای فیزیکی مجذور تابع موج (Ψ²) پس از ارائه نظریه شرودینگر اشاره می کند.به گفته بورن، Ψ² احتمال یافتن الکترون در یک مکان خاص را بیان می کند. بنابراین، اگر Ψ² مقدار بزرگتری باشد، احتمال یافتن الکترون در آن فضا بیشتر است. بنابراین، در فضا، چگالی احتمال الکترون بزرگ است. برعکس، اگر Ψ² کم باشد، چگالی احتمال الکترون در آنجا کم است. نمودارهای Ψ² در محورهای x، y، و z این احتمالات را نشان می‌دهند و شکل اوربیتال‌های s، p، d و f را دارند. اینها به عنوان اوربیتال های اتمی شناخته می شوند. اوربیتال اتمی را می توان به عنوان منطقه ای از فضا که در آن احتمال یافتن الکترون در اتم زیاد است تعریف کرد. اوربیتال های اتمی با اعداد کوانتومی مشخص می شوند و هر اوربیتال اتمی می تواند دو الکترون با اسپین های مخالف را در خود جای دهد. به عنوان مثال، وقتی پیکربندی الکترون را می نویسیم، به صورت 1s²، 2s²، 2p⁶ می نویسیم., 3s^{2 1, 2, 3….n مقدار صحیح اعداد کوانتومی هستند. عدد فوق‌نویس بعد از نام اوربیتال، تعداد الکترون‌های آن اوربیتال را نشان می‌دهد.اوربیتال ها کروی شکل و کوچک هستند. اوربیتال های P دمبلی شکل با دو لوب هستند. گفته می شود یک لوب مثبت است و لوب دیگر منفی است. مکانی که دو لوب با یکدیگر تماس دارند به عنوان گره شناخته می شود. 3 اوربیتال p به صورت x، y و z وجود دارد. آنها در فضایی قرار گرفته اند که محورهای آنها عمود بر یکدیگر باشد. پنج اوربیتال d و 7 اوربیتال f با اشکال مختلف وجود دارد. بنابراین در مجموع، تعداد کل الکترون‌هایی که می‌توانند در یک اوربیتال قرار گیرند، در زیر آمده است.}

s اوربیتال-2 الکترون

اوربیتال P- 6 الکترون

d اوربیتال- 10 الکترون

f اوربیتال- 14 الکترون

اوربیتال هیبریدی

هیبریداسیون اختلاط دو اوربیتال اتمی غیر هم ارز است. نتیجه هیبریداسیون اوربیتال هیبریدی است. انواع مختلفی از اوربیتال های هیبریدی وجود دارد که از اختلاط اوربیتال های s، p و d تشکیل می شوند. رایج ترین اوربیتال های هیبریدی sp³، sp² و sp.برای مثال، در CH₄، C دارای 6 الکترون با پیکربندی الکترون 1s² 2s² 2p است. ² در حالت پایه. هنگامی که برانگیخته می شود، یک الکترون در سطح 2s به سطح 2p حرکت می کند و سه الکترون 3 می دهد. سپس الکترون 2s و سه الکترون 2p با هم مخلوط می شوند و چهار اوربیتال هیبریدی معادل sp³ را تشکیل می دهند. به همین ترتیب در هیبریداسیون sp^{2 سه اوربیتال هیبریدی و در هیبریداسیون sp دو اوربیتال هیبریدی تشکیل می شود. تعداد اوربیتال های هیبریدی تولید شده برابر است با مجموع اوربیتال های هیبرید شده.}

تفاوت بین اوربیتال های اتمی و اوربیتال های ترکیبی چیست؟

• اوربیتال های ترکیبی از اوربیتال های اتمی ساخته شده اند.

• انواع مختلف و تعداد اوربیتال های اتمی در ساخت اوربیتال های ترکیبی شرکت می کنند.

• اوربیتال های اتمی مختلف شکل و تعداد الکترون های متفاوتی دارند. اما همه اوربیتال‌های ترکیبی معادل هستند و عدد الکترونی یکسانی دارند.

• اوربیتال های ترکیبی معمولاً در تشکیل پیوند سیگما کووالانسی شرکت می کنند، در حالی که اوربیتال های اتمی در تشکیل پیوند سیگما و پی مشارکت دارند.