Verschil tussen atomaire orbitale en hybride orbitale

Atomic Orbital versus Hybrid Orbital
 

De binding in moleculen werd op een nieuwe manier begrepen met de nieuwe theorieën gepresenteerd door Schrodinger, Heisenberg en Paul Diarc. De kwantummechanica kwam in beeld met hun bevindingen. Ze ontdekten dat een elektron zowel deeltjes- als golfeigenschappen heeft. Hiermee ontwikkelde Schrodinger vergelijkingen om de golfkarakteristiek van een elektron te vinden en kwam met de golfvergelijking en golffunctie. De golffunctie (Ψ) komt overeen met verschillende toestanden voor het elektron.

Atoom orbitaal

Max Born wijst op een fysieke betekenis aan het kwadraat van de golffunctie (Ψ²) nadat Schrodinger zijn theorie naar voren had gebracht. Volgens Born, Ψ² drukt de waarschijnlijkheid van het vinden van een elektron op een bepaalde locatie uit. Dus, als Ψ² is een grotere waarde, dan is de kans om het elektron in die ruimte te vinden groter. Daarom is in de ruimte de kans op elektronen waarschijnlijk groot. Integendeel, als Ψ² laag is, dan is de kans op elektronen waarschijnlijk laag. De plots van Ψ² in x-, y- en z-assen geven deze kansen weer en ze hebben de vorm van s, p, d en f orbitalen. Deze staan ​​bekend als atomaire orbitalen. Een atomaire orbitaal kan worden gedefinieerd als een gebied van de ruimte waar de kans op het vinden van een elektron groot is in een atoom. Atoomorbitalen worden gekenmerkt door kwantumgetallen en elke atoomorbitaan kan twee elektronen met tegenovergestelde spins opnemen. Wanneer we bijvoorbeeld de elektronenconfiguratie schrijven, schrijven we als 1s², 2s², 2p⁶, 3s². 1, 2, 3 ... .n gehele getallen zijn de quantumnummers. Het superscriptnummer na de orbitatienaam toont het aantal elektronen in die orbitaal. s-orbitalen zijn bolvormig en klein. P-orbitalen zijn haltervormig met twee lobben. Van één lob wordt gezegd dat deze positief is en de andere lob negatief. De plaats waar twee lobben elkaar raken, staat bekend als een knooppunt. Er zijn 3 p-orbitalen als x, y en z. Ze zijn gerangschikt in de ruimte zodat hun assen loodrecht op elkaar staan. Er zijn vijf d orbitalen en 7 f orbitalen met verschillende vormen. Dus collectief zijn het totale aantal elektronen dat in een orbitaal kan worden bewaard.

s orbitaal-2 elektronen

P-orbitalen - 6 elektronen

d orbitalen - 10 elektronen

f orbitalen - 14 elektronen

Hybride orbitaal

Hybridisatie is het mengen van twee niet-equivalente atomaire orbitalen. Het resultaat van hybridisatie is de hybride orbitaal. Er zijn veel soorten hybride orbitalen gevormd door het mengen van s, p en d orbitalen. De meest voorkomende hybride orbitalen zijn sp³, sp² en sp. Bijvoorbeeld in CH₄, C heeft 6 elektronen met de elektronenconfiguratie 1s² 2s² 2p² bij de grondtoestand. Wanneer ze worden geëxciteerd, verplaatst een elektron op het niveau van de 2s zich naar het 2p-niveau en geeft drie 3 elektronen. Vervolgens mengen het 2s-elektron en de drie 2p-elektronen zich en vormen vier equivalente sp³ hybride orbitalen. Evenzo in sp² hybridisatie van drie hybride orbitalen en in sp-hybridisatie worden twee hybride orbitalen gevormd. Het aantal geproduceerde hybride orbitalen is gelijk aan de som van orbitalen die worden gehybridiseerd.