Różnica między orbitalami hybrydowymi i zdegenerowanymi

The kluczowa różnica między hybrydami i zdegenerowanymi orbitali jest to orbitale hybrydowe to nowe orbitale powstałe z mieszania dwóch lub więcej orbitali, podczas gdy zdegenerowane orbity pierwotnie istnieją w atomie.

Jak sama nazwa wskazuje, hybrydowy orbital jest hybrydą dwóch lub więcej orbitali. Chociaż nazwa zdegenerowanej orbity wydaje się taka sama, nie są to nowo utworzone orbity - już istnieją w atomie. Ponadto wszystkie hybrydowe orbitale w cząsteczce mają tę samą energię, podczas gdy zdegenerowane orbitale w atomie mają tę samą energię.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym są hybrydowe orbitale
3. Co to są zdegenerowane orbitale
4. Porównanie obok siebie - Hybrydowe vs zdegenerowane orbitale w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to są hybrydowe orbitale?

Hybrydowe orbitale to orbitale utworzone przez połączenie dwóch lub więcej atomowych orbitali. Nazywamy to hybrydyzacją procesów kombinowanych. Przed uformowaniem się tych orbitali orbity atomowe mogą mieć różne energie, ale po uformowaniu wszystkie orbitale mają tę samą energię. Na przykład, s atomowa orbital i p atomowa orbital mogą łączyć się, tworząc dwie orbitale sp. Orbitale atomowe s i p mają różne energie (energia s < energy of p). But, hybridization results in the formation of two sp orbitals having the same energy; this energy lies between the energies of individual s and p atomic orbital energies. Moreover, this sp hybrid orbital has 50% s orbital characteristics and 50% p orbital characteristics.

Rysunek 01: Hybrydyzacja Sp

Idea hybrydyzacji pojawiła się po raz pierwszy w dyskusji, ponieważ naukowcy zauważyli, że teoria wiązań walencyjnych nie potrafi poprawnie przewidzieć struktury niektórych cząsteczek, takich jak CH₄. Chociaż atom węgla ma tylko dwa niesparowane elektrony zgodnie ze swoją konfiguracją elektronową, może tworzyć cztery wiązania kowalencyjne. Aby utworzyć cztery wiązania, muszą istnieć cztery niesparowane elektrony. Jedynym sposobem wyjaśnienia tego zjawiska było myślenie, że orbitale s i p atomu węgla łączą się ze sobą, tworząc nowe orbitale zwane orbitali hybrydowych, które mają tę samą energię. Tutaj jeden s + trzy p daje 4 sp³⁾ orbitale. Dlatego elektrony wypełniają te orbitale hybrydowe równomiernie (jeden elektron na orbitę hybrydową), przestrzegając zasady Hunda. Następnie są cztery elektrony do utworzenia czterech wiązań kowalencyjnych z czterema atomami wodoru.

Co to są zdegenerowane orbitale?

Digrate orbitals to orbitale atomowe o tej samej energii. Na przykład w podpowłoce orbitalnej istnieją trzy orbitale atomowe, które różnią się między sobą w zależności od układu przestrzennego. Chociaż energia tych trzech orbitali jest taka sama, są one inaczej ułożone; dlatego nazywamy je zdegenerowanymi orbitalami.

Ryc. 02: Układ przestrzenny trzech orbitali

Jednak w obecności zewnętrznego pola magnetycznego możemy usunąć zwyrodnienie. Jest tak, ponieważ zdegenerowane orbitale mają tendencję do uzyskiwania różnych energii w obecności tego zewnętrznego pola magnetycznego i nie są już zdegenerowanymi orbitaliami. Co więcej, pięć orbitali d w podpowłoce d jest również zdegenerowanymi orbitalami, ponieważ mają tę samą energię.

Jaka jest różnica między hybrydowymi i zdegenerowanymi orbitami?

Kluczowa różnica między orbitalami hybrydowymi i zdegenerowanymi polega na tym, że orbitale hybrydowe są nowymi orbitalami utworzonymi przez zmieszanie dwóch lub więcej orbitali, podczas gdy zdegenerowane orbitale to orbitale, które pierwotnie istniały w atomie. Ponadto orbitale hybrydowe są orbitalami molekularnymi, podczas gdy zdegenerowane orbitale to orbitale atomowe. Co więcej, orbitale hybrydowe to orbitale molekularne o tej samej energii, zaś orbity zdegenerowane to orbity atomowe o tej samej energii. Na przykład sp, sp²⁾ i sp³⁾ orbitale to orbity hybrydowe, natomiast trzy orbitale pw podpowłoce.

Podsumowanie - Hybrydowe vs zdegenerowane orbitale

Hybrydowe orbitale to orbity molekularne, podczas gdy zdegenerowane orbity to orbity atomowe. Kluczową różnicą między orbitalami hybrydowymi i zdegenerowanymi jest to, że orbitale hybrydowe powstają przez zmieszanie dwóch lub więcej orbitali, podczas gdy zdegenerowane orbity pierwotnie istnieją w atomie.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Hybrydowa definicja orbitalna”. ThoughtCo, 22 czerwca 2018 r., Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Hybrydyzacja Sp” Autor: Tem5psu - Praca własna (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
2. „Px py pz orbitals” autor: CK-12 Foundation - Plik: High School Chemistry.pdf, strona 268 (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia