Verschil tussen atomaire orbitale en moleculaire orbitale

Belangrijkste verschil - Atomic Orbital vs Molecular Orbital

Orbital wordt gedefinieerd als een regio waar de kans op het vinden van een elektron groot is. Atomen hebben hun eigen elektronen die rond de kern draaien. Wanneer deze orbitalen worden overlapt om moleculen te vormen door de binding, worden de orbitalen moleculaire orbitalen genoemd. Valence bond-theorie en moleculaire orbitaaltheorie verklaren de eigenschappen van respectievelijk atomaire en moleculaire orbitalen. Orbitalen kunnen maximaal twee elektronen bevatten. Het belangrijkste verschil tussen atomaire en moleculaire orbitaal is dat de elektronen in een atomaire orbitaal worden beïnvloed door één positieve kern, terwijl de elektronen van een moleculaire orbitaal worden beïnvloed door de twee of meer kernen, afhankelijk van het aantal atomen in een molecuul.

Dit artikel legt uit,     

1. Wat is Atomic Orbital 
      - Definitie, kenmerken, eigenschappen
2. Wat is Molecular Orbital
      - Definitie, kenmerken, kenmerken
3. Wat is het verschil tussen Atomic Orbital en Molecular Orbital

                                                                                               

Wat is een Atomic Orbital

De atomaire orbitaal is een regio met de grootste kans om een ​​elektron te vinden. Kwantummechanica verklaren de waarschijnlijkheid van de locatie van een elektron van een atoom. Het verklaart niet de exacte energie van een elektron op een bepaald tijdstip. Dit wordt uitgelegd in het onzekerheidsbeginsel van Heisenberg. De elektronendichtheid van een atoom kan worden gevonden uit de oplossingen van de Schrodinger-vergelijking. Een atomaire orbitaal kan maximaal twee elektronen hebben. Atoomorbitalen worden aangeduid als s, p, d en f-subniveaus. Deze orbitalen hebben verschillende vormen. De s-orbitaal is bolvormig en bevat maximaal twee elektronen. Het heeft één subenergieniveau. De p-orbitaal is haltervormig en kan maximaal zes elektronen bevatten. Het heeft drie subenergieniveaus. De d- en f-orbitalen hebben complexere vormen. Het d-niveau heeft vijf sub-energiegroepen en kan maximaal 10 elektronen bevatten, terwijl f-niveau zeven subenergieniveaus heeft en maximaal tien en vijftien elektronen kan bevatten. De energieën van orbitalen zijn in volgorde van s

Figuur 1: Atomaire orbitale typen

Wat is een moleculaire orbitaal

De eigenschappen van moleculaire orbitalen worden verklaard door de moleculaire orbitaaltheorie. Het werd voor het eerst voorgesteld door F. Hund en R.S. Mulliken in 1932. Volgens de moleculaire orbitaaltheorie, wanneer atomen worden samengesmolten om een ​​molecuul te vormen, verliezen de overlappende atoomorbitalen hun vorm door het effect van kernen. De nieuwe orbitalen in de moleculen worden nu moleculaire orbitalen genoemd. Moleculaire orbitalen worden gevormd door de combinatie van bijna dezelfde atoomorbitalen met energie. Anders dan atoomorbitalen behoren de moleculaire orbitalen niet tot een enkel atoom in een molecuul, maar behoren ze tot de kernen van alle atomen die het molecuul vormen. Aldus gedragen de kernen van verschillende atomen zich als een polycentrische kern. De uiteindelijke vorm van de moleculaire orbitaal hangt af van de vormen van atoomorbitalen die het molecuul vormen. Volgens Aufbau-regel, de moleculaire orbitalen worden gevuld van een lage-energie-orbitaal tot een hoge-energie-orbitaal. Net als een atomaire orbitaal, kan een moleculaire orbitaal een maximum aantal van twee elektronen bevatten. Echter, zoals per Pauli's principe, deze twee elektronen moeten een tegengestelde draai hebben. Het gedrag van het elektron in een moleculaire orbitaal kan worden beschreven met behulp van de Schrodinger-vergelijking. Vanwege de complexiteit van moleculen is de toepassing van de Schrodinger-vergelijking echter vrij moeilijk. Vandaar dat wetenschappers een methode hebben ontwikkeld voor de geschatte evaluatie van het gedrag van elektronen in een molecuul. De methode wordt genoemd lineaire combinatie van atomaire orbitalen (LCAO) methode.

Figuur 2: Vorming van moleculaire orbitaal

Verschil tussen atomaire orbitale en moleculaire orbitale

Definitie

Atomic Orbital: Atoomorbitaal is het gebied met de grootste kans om een ​​elektron in een atoom te vinden.

Molecular Orbital: Moleculaire orbitaal is het gebied met de grootste kans om een ​​elektron van een molecuul te vinden.

Vorming

Atomic Orbital: Atomaire orbitalen worden gevormd door de elektronenwolk rond het atoom.

Molecular Orbital: Moleculaire orbitalen worden gevormd door de samensmelting van atomaire orbitalen die bijna dezelfde energie hebben.

Vorm

Atomic Orbital: De vorm van atomaire orbitalen wordt bepaald door het type van de atomaire orbitaal (s, p, d of f).

Molecular Orbital: De vorm van de moleculaire orbitaal wordt bepaald door de vormen van atomaire orbitalen die het molecuul vormen.

De elektronendichtheid beschrijven

Atomic Orbital: Schrodinger-vergelijking is gebruikt.

Molecular Orbital: Lineaire combinatie van atoomorbitalen (LCAO) wordt gebruikt.

Kern

Atomic Orbital: Atomaire orbitaal is monocentrisch omdat het rond een enkele kern wordt gevonden.

Molecular Orbital: Moleculaire orbitaal is polycentrisch zoals het wordt gevonden rond verschillende kernen.

Effect van Nucleus

Atomic Orbital: Een enkele kern beïnvloedt de elektronenwolk in atomaire orbitalen

Molecular Orbital: Twee andere kernen beïnvloeden de elektronenwolk in moleculaire orbitalen.

Samenvatting

Zowel atomaire als moleculaire orbitalen zijn gebieden met de hoogste elektronendichtheden in respectievelijk atomen en moleculen. De eigenschappen van atoomorbitalen worden bepaald door de enkele kern van atomen, terwijl die van moleculaire orbitalen worden bepaald door de combinatie van atomaire orbitalen die het molecuul vormen. Dit is het belangrijkste verschil tussen atomaire orbitaal en moleculaire orbitaal.

Referenties:
1.Verma, N.K., Khanna, S.K., & Kapila, B. (2010). Uitgebreide chemie XI. Laxmi-publicaties.
2.Ucko, D. A. (2013). Basis voor scheikunde. Elsevier.
3.Mackin, M. (2012). Study Begeleidingsgids voor basisscheikunde. Elsevier.

Afbeelding met dank aan:
1. "H atom orbitale" door Pajs - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia 
2. "Molecular orbitals sq" By Sponk (talk) - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia