Glavna razlika - Teorija valentnih veza vs Teorija molekularnih orbita

Atom se sastoji od orbitala u kojima se nalaze elektroni. Ove atomske orbitale mogu se naći u različitim oblicima i na različitim razinama energije. Kad se atom nalazi u molekuli u kombinaciji s drugim atomima, te su orbitale raspoređene na drugačiji način. Raspored ovih orbitala odredit će kemijsku vezu i oblik ili geometriju molekule. Da bismo objasnili raspored ovih orbitala, možemo upotrijebiti ili teoriju valentnih veza ili teoriju molekularne orbite. Glavna razlika između teorije valentnih veza i teorije molekularne orbite je ta teorija valentnih veza objašnjava hibridizaciju orbitala dok molekularna orbitalna teorija ne daje detalje o hibridizaciji orbitala.

Pokrivena ključna područja

1. Što je teorija valentnih obveznica - Definicija, teorija, primjeri 2. Što je molekularna orbitalna teorija - Definicija, teorija, primjeri 3. Koja je razlika između teorije valentnih veza i teorije molekularnih orbita - Usporedba ključnih razlika

Ključni pojmovi: Molekularne orbitale protiv vezivanja, Molekularne orbitale povezivanja, Hibridizacija, Hibridne orbitale, Molekularna orbitalna teorija, Pi Bond, Sigma Bond, sp Orbital, sp² Orbital, sp³ Orbital, sp³d¹ Orbitalna, teorija valentnih veza

Što je teorija valentnih veza

Teorija valentnih veza osnovna je teorija koja se koristi za objašnjenje kemijske veze atoma u molekuli. Teorija valentnih veza objašnjava uparivanje elektrona kroz preklapanje orbitala. Atomske orbitale uglavnom se nalaze kao s orbitale, p orbitale i d orbitale. Prema teoriji valentnih veza, preklapanje dviju s orbitala ili međusobno preklapanje p orbitala tvorit će sigma vezu. Preklapanje dviju paralelnih p orbitala tvorit će pi vezu. Stoga će jedna veza sadržavati samo sigma vezu, dok će dvostruka veza sadržavati sigma vezu i pi vezu. Trostruka veza može sadržavati sigma vezu zajedno s dvije pi veze.

Jednostavne molekule poput H₂ tvore sigma vezu samo preklapanjem orbitala budući da su atomi vodika (H) sastavljeni samo od s orbitala. No, za atome sastavljene od s i p orbitala s nesparenim elektronima, teorija valentnih veza ima koncept poznat kao "hibridizacija".

Hibridizacija orbitala rezultira hibridnim orbitalama. Ove hibridne orbitale raspoređene su na takav način da je odbijanje između tih orbitala svedeno na minimum. Slijede neke hibridne orbitale.

sp Orbital

Ova hibridna orbitala nastaje kada se s orbitala hibridizira s p orbitalom. Stoga sp orbital ima 50% s orbitalnih karakteristika i 50% p orbitalnih karakteristika. Atom sastavljen od sp hibridnih orbitala ima dvije ne-hibridizirane p orbitale. Stoga se te dvije p orbitale mogu paralelno preklapati tvoreći dvije pi veze. Konačni raspored hibridiziranih orbitala je linearan.

sp² Orbitalni

Ova hibridna orbitala nastaje hibridizacijom s orbitale s dvije p orbitale. Stoga je ovaj sp² hibridna orbitala obuhvaća oko 33% s orbitalnih svojstava i oko 67% p orbitalnih svojstava. Atomi koji su podvrgnuti ovoj vrsti hibridizacije sastavljeni su od jedne ne-hibridizirane p orbitale. Konačni raspored hibridne orbite je trigonalna plosnata.

sp³ Orbitalni

Ova hibridna orbitala nastaje hibridizacijom s orbitale s tri p orbitale. Stoga je ovaj sp³ hibridna orbitala obuhvaća oko 25% s orbitalnih svojstava i oko 75% p orbitalnih svojstava. Atomi koji prolaze ovu vrstu hibridizacije nemaju ne-hibridiziranu p orbitalu. Konačni raspored hibridnih orbitala je tetraedarski.

sp³d¹ Orbitalni

Ova hibridizacija uključuje s orbitalu, tri p orbitale i d orbitalu.

Ove hibridne orbitale će odrediti konačnu geometriju ili oblik molekule.

Slika 1: Geometrija CH4 je tetraedrska

Gornja slika prikazuje geometriju CH₄ molekula. Četverostrana je. Orbitale u boji pepela su sp³ hibridizirane orbitale atoma ugljika, dok su plave orbitale s orbitale vodikovih atoma koje su preklopljene s hibridnim orbitalama atoma ugljika koje tvore kovalentne veze.

Što je molekularna orbitalna teorija

Molekularna orbitalna teorija objašnjava kemijsko povezivanje molekule pomoću hipotetičkih molekularnih orbitala. Također opisuje kako nastaje molekularna orbitala kada se atomske orbitale preklapaju (miješaju). Prema ovoj teoriji, molekularna orbita može držati najviše dva elektrona. Ovi elektroni imaju suprotan spin kako bi se odbijanje između njih svelo na minimum. Ti se elektroni nazivaju par elektrona veza. Kao što je objašnjeno u ovoj teoriji, molekularne orbitale mogu biti dva tipa: molekularne orbitale koje se vezuju i molekularne orbitale koje se ne vezuju.

Spajanje molekularnih orbitala

Molekularne orbitale koje imaju vezu imaju manju energiju od atomskih orbitala (atomska orbitala koja je sudjelovala u nastanku ove molekularne orbite). Stoga su vezne orbitale stabilne. Molekularne orbitale koje se vezuju imaju simbol σ.

Molekularne orbitale protiv vezivanja

Molekularne orbitale protiv vezivanja imaju veću energiju od atomskih orbitala. Stoga su ove orbitale protiv vezivanja nestabilne u usporedbi s vezama i atomskim orbitalama. Molekularne orbitale protiv vezivanja imaju simbol σ*.

Molekularne orbitale koje se vezuju uzrokuju stvaranje kemijske veze. Ova kemijska veza može biti ili sigma veza ili pi veza. Orbitale protiv vezivanja nisu uključene u stvaranje kemijske veze. Stanuju izvan obveznice. Sigma veza nastaje kada dođe do preklapanja glave u glavu. Pi veza nastaje iznutra u stranu preklapanja orbitala.

Slika 2: Molekularni orbitalni dijagram povezivanja u molekuli kisika

Na gornjem dijagramu, atomske orbitale dvaju atoma kisika prikazane su s lijeve i desne strane. U sredini su molekularne orbitale O₂ molekule prikazane su kao vezne i protivvezne orbitale.

Razlika između teorije valentnih veza i teorije molekularnih orbita

Definicija

Teorija valentnih veza: Teorija valentnih veza osnovna je teorija koja se koristi za objašnjenje kemijske veze atoma u molekuli.

Molekularna orbitalna teorija: Molekularna orbitalna teorija objašnjava kemijsko vezivanje molekule pomoću hipotetičkih molekularnih orbitala.

Molekularne orbitale

Teorija valentnih veza: Teorija valentnih veza ne daje detalje o molekularnim orbitalama. Objašnjava povezivanje atomskih orbitala.

Molekularna orbitalna teorija: Molekularna orbitalna teorija razvijena je na temelju molekularnih orbitala.

Vrste orbitala

Teorija valentnih veza: Teorija valentnih veza opisuje hibridne orbitale.

Molekularna orbitalna teorija: Molekularna orbitalna teorija opisuje molekularne orbitale koje se vezuju i molekularne orbitale koje se vezuju.

Hibridizacija

Teorija valentnih veza: Teorija valentnih veza objašnjava hibridizaciju molekularnih orbitala.

Molekularna orbitalna teorija: Teorija molekularne orbite ne objašnjava hibridizaciju orbitala.

Zaključak

Teorija Bothe valentne veze i teorija molekularne orbite koriste se za objašnjenje kemijske veze između atoma u molekulama. Međutim, teorija valentnih veza ne može se koristiti za objašnjenje veze u složenim molekulama. Vrlo je prikladan za dvoatomne molekule. No, molekularna orbitalna teorija može se koristiti za objašnjenje veze u bilo kojoj molekuli. Stoga ima mnogo naprednijih primjena od teorije valentnih veza. To je razlika između teorije valentnih veza i teorije molekularnih orbita.

Reference:

1. "Slikovna molekularna orbitalna teorija." Kemija LibreTexts. Libretexts, 21. srpnja 2016. Web. Dostupno ovdje. 09. kolovoza 2017. 2. "Teorija valentnih veza i hibridne atomske orbitale." Teorija valentnih veza i hibridne atomske orbitale. N.p., n.d. Mreža. Dostupno ovdje. 09. kolovoza 2017.

Ljubaznošću slike:

1. “Ch4 hibridizacija” Autor K. Aainsqatsi na engleskoj Wikipediji (Izvorni tekst: K. Aainsqatsi)-Vlastiti rad (Izvorni tekst: self-made) (Javna domena) putem Commons Wikimedia2. "Dijagram orbitala molekule kisika" Autor Anthony.Sebastian-(CC BY-SA 3.0) putem Commons Wikimedia