Verschil tussen Valence Bond-theorie en Moleculaire orbitale theorie

Belangrijkste verschil - Valence Bond-theorie versus moleculaire orbitale theorie

Een atoom bestaat uit orbitalen waar elektronen zich bevinden. Deze atomaire orbitalen zijn te vinden in verschillende vormen en in verschillende energieniveaus. Wanneer een atoom zich in een molecuul in combinatie met andere atomen bevindt, zijn deze orbitalen op een andere manier gerangschikt. De ordening van deze orbitalen bepaalt de chemische binding en de vorm of de geometrie van het molecuul. Om de ordening van deze orbitalen te verklaren, kunnen we de valentie-bindingstheorie of de moleculaire orbitaaltheorie gebruiken. Het belangrijkste verschil tussen valentiebindingstheorie en de moleculaire orbitaaltheorie is dat valentiebindingstheorie verklaart de hybridisatie van orbitalen terwijl de moleculaire orbitaaltheorie geen details geeft over de hybridisatie van orbitalen.

Key Areas Covered

1. Wat is de Valence Bond-theorie
      - Definitie, theorie, voorbeelden
2. Wat is de Molecular Orbital Theory
      - Definitie, theorie, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen Valence Bond-theorie en moleculaire orbitale theorie
      - Vergelijking van belangrijke verschillen

Sleutelbegrippen: Antibonding van moleculaire orbitalen, moleculaire orbitalen in de binding, hybridisatie, hybride orbitalen, moleculaire orbitale theorie, Pi-obligatie, Sigma Bond, sp Orbital, sp² Orbital, sp³ Orbital, sp³d¹ Orbital, Valentie Bond-theorie

Wat is de Valence Bond-theorie

Valentiebandentheorie is een basistheorie die wordt gebruikt om de chemische binding van atomen in een molecuul te verklaren. De valentiebandentheorie verklaart het paren van elektronen door de overlapping van orbitalen. Atomaire orbitalen worden voornamelijk gevonden als s orbitalen, p orbitalen en d orbitalen. Volgens de valentiebindingstheorie vormen overlappingen van twee s orbitalen of van kop tot kop overlappende p-orbitalen een sigma-binding. Overlapping van twee parallelle p-orbitalen vormt een pi-binding. Daarom zal een enkele binding alleen een sigma-binding bevatten, terwijl een dubbele binding een sigma-binding en een pi-binding bevat. Een drievoudige binding kan een sigma-binding bevatten samen met twee pi-bindingen.

Eenvoudige moleculen zoals H₂ vormen een sigma-binding alleen door overlapping van de orbitalen, aangezien waterstof (H) -atomen alleen uit s-orbitalen bestaan. Maar voor atomen die zijn samengesteld uit s- en p-orbitalen met niet-gepaarde elektronen, heeft de valentiebindingstheorie een concept dat bekend staat als "hybridisatie".

De hybridisatie van orbitalen resulteert in hybride orbitalen. Deze hybride orbitalen zijn zodanig gerangschikt dat de afstoting tussen deze orbitalen tot een minimum wordt beperkt. De volgingen zijn enkele hybride orbitalen.

sp Orbital

Deze hybride orbitaal wordt gevormd wanneer een s-orbitaal wordt gehybridiseerd met een p-orbitaal. Daarom heeft de sp-orbitaal 50% van de s-orbitale kenmerken en 50% van de p-orbitale kenmerken. Een atoom dat is samengesteld uit sp-hybride orbitalen heeft twee niet-gehybridiseerde p-orbitalen. Daarom kunnen die twee p-orbitalen parallel worden overlapt en twee pi-bindingen vormen. De uiteindelijke opstelling van de gehybridiseerde orbitalen is lineair.

sp² Orbital

Deze hybride orbitaal wordt gevormd door de hybridisatie van een s-orbitaal met twee p-orbitalen. Daarom is deze sp² hybride orbitaal omvat ongeveer 33% van s orbitale eigenschappen en ongeveer 67% van p orbitale eigenschappen. Atomen die dit type hybridisatie ondergaan, zijn samengesteld uit één niet-gehybridiseerde p-orbitaal. De uiteindelijke opstelling van de hybride orbitaal is trigonaal vlak.

sp³ Orbital

Deze hybride orbitaal wordt gevormd door de hybridisatie van een s-orbitaal met drie p-orbitalen. Daarom is deze sp³ Hybride orbitaal omvat ongeveer 25% van de s-orbitale eigenschappen en ongeveer 75% van de p-orbitale eigenschappen. Atomen die dit type hybridisatie ondergaan, hebben geen niet-gehybridiseerde p-orbitaal. De uiteindelijke opstelling van de hybride orbitalen is tetraedrisch.

sp³d¹ Orbital

Deze hybridisatie omvat een s-orbitaal, drie p-orbitalen en een d-orbitaal.

Deze hybride orbitalen bepalen de uiteindelijke geometrie of de vorm van het molecuul.

Figuur 1: Geometrie van CH4 is tetrahedrisch

De bovenstaande afbeelding toont de geometrie van CH₄ molecuul. Het is tetrahedraal. De as-gekleurde orbitalen zijn sp³ gehybridiseerde orbitalen van koolstofatomen, terwijl de blauwgekleurde orbitalen s orbitalen van waterstofatomen zijn die overlapt zijn met hybride orbitalen van koolstofatoom die covalente bindingen vormen.

Wat is de Molecular Orbital Theory

De moleculaire orbitaaltheorie verklaart de chemische binding van een molecuul met behulp van hypothetische moleculaire orbitalen. Het beschrijft ook hoe een moleculaire orbitaal wordt gevormd wanneer atomaire orbitalen elkaar overlappen (gemengd). Volgens deze theorie kan een moleculaire orbitaal maximaal twee elektronen bevatten. Deze elektronen hebben een tegengestelde draaiing om de afstoting tussen hen te minimaliseren. Deze elektronen worden genoemd koppelingselektropaar. Zoals uitgelegd in deze theorie, kunnen moleculaire orbitalen van twee soorten zijn: moleculaire orbitalen verbinden en moleculaire orbitalen tegengaan.

Moleculaire orbitalen binden

Bonding moleculaire orbitalen hebben een lagere energie dan atomaire orbitalen (atomaire orbitaal die deelnamen aan de vorming van deze moleculaire orbitaal). Daarom zijn bondingsorbitalen stabiel. Bonding moleculaire orbitalen krijgen het symbool σ.

Antibondende moleculaire orbitalen

Antibondende moleculaire orbitalen hebben een hogere energie dan atomaire orbitalen. Daarom zijn deze antibindende orbitalen onstabiel in vergelijking met bonding en atomaire orbitalen. De antibewegende moleculaire orbitalen krijgen het symbool σ *.

De verbindende moleculaire orbitalen veroorzaken de vorming van een chemische binding. Deze chemische binding kan een sigma-binding of een pi-binding zijn. Antibondende orbitalen zijn niet betrokken bij de vorming van een chemische binding. Ze wonen buiten de band. Een sigma-binding wordt gevormd wanneer een overlapping van de kop tot kop optreedt. Een pi-binding wordt gevormd van overlappende overlappingen van orbitalen aan de ene kant.

Figuur 2: Moleculair orbitaal diagram voor de binding in zuurstofmolecuul

In het bovenstaande diagram zijn de atomaire orbitalen van de twee zuurstofatomen weergegeven aan de linker- en de rechterkant. In het midden, de moleculaire orbitalen van O₂ molecuul wordt getoond als bonding en antibonding orbitals.

Verschil tussen Valence Bond-theorie en Moleculaire orbitale theorie

Definitie

Valentie Bond-theorie: Valence bond-theorie is een basistheorie die wordt gebruikt om de chemische binding van atomen in een molecuul te verklaren.

Moleculaire orbitale theorie: Moleculaire orbitaaltheorie verklaart de chemische binding van een molecuul met behulp van hypothetische moleculaire orbitalen.

Moleculaire orbitalen

Valentie Bond-theorie: De valentiebindingstheorie geeft geen details over moleculaire orbitalen. Het verklaart de binding van atomaire orbitalen.

Moleculaire orbitale theorie: De moleculaire orbitaaltheorie is ontwikkeld op basis van de moleculaire orbitalen.

Typen orbitalen

Valentie Bond-theorie: De valentie-bondstheorie beschrijft hybride orbitalen.

Moleculaire orbitale theorie: De moleculaire orbitaaltheorie beschrijft het verbinden van moleculaire orbitalen en antibloeiende moleculaire orbitalen.

Hybridisatie

Valentie Bond-theorie: De valentiebindingstheorie verklaart de hybridisatie van moleculaire orbitalen.

Moleculaire orbitale theorie: De moleculaire orbitaaltheorie verklaart niet de hybridisatie van orbitalen.

Conclusie

Bothe valentiebindingstheorie en moleculaire orbitaaltheorie worden gebruikt om de chemische binding tussen atomen in moleculen te verklaren. De valance bond-theorie kan echter niet worden gebruikt om de binding in complexe moleculen te verklaren. Het is veel geschikt voor diatomische moleculen. Maar de moleculaire orbitaaltheorie kan worden gebruikt om de binding in elk molecuul te verklaren. Daarom heeft het veel geavanceerde toepassingen dan de valentiebindingstheorie. Dit is het verschil tussen valentiebindingstheorie en moleculaire orbitaaltheorie.

Referenties:

1. "Pictorial Molecular Orbital Theory." Chemistry LibreTexts. Libretexts, 21 juli 2016. Web. Beschikbaar Hier. 09 aug. 2017. 
2. "Valence Bond Theory and Hybrid Atomic Orbitals." Valence Bond Theory and Hybrid Atomic Orbitals. N.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 09 aug. 2017. 

Afbeelding met dank aan:

1. "Ch4 hybridisatie" door K. Aainsqatsi op Engels Wikipedia (Originele tekst: K. Aainsqatsi) - Eigen werk (Oorspronkelijke tekst: selfmade) (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Zuurstofmolecuul orbitalen diagram" door Anthony.Sebastian - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia