Różnica między orbitą molekularną a orbitą atomową

The kluczowa różnica między orbitalem molekularnym a atomowym jest to orbitale atomowe opisują miejsca, w których prawdopodobieństwo znalezienia elektronów jest wysokie w atomie, podczas gdy orbitale molekularne opisują prawdopodobne lokalizacje elektronów w cząsteczce.

Wiązanie w cząsteczkach zostało zrozumiane w nowy sposób dzięki nowym teoriom przedstawionym przez Schrodingera, Heisenberga i Paula Diraca. Kiedy wraz z ich odkryciami pojawiła się mechanika kwantowa, odkryto, że elektron ma zarówno właściwości cząstek, jak i fal. Dzięki temu Schrodinger opracował równania, aby znaleźć falową naturę elektronu, i wymyślił równanie falowe i funkcję falową. Funkcja fali (Ψ) odpowiada różnym stanom elektronu.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest orbital molekularny
3. Co to jest orbita atomowa
4. Porównanie obok siebie - orbital molekularny vs atomowy w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest orbital molekularny?

Atomy łączą się tworząc molekuły. Kiedy dwa atomy zbliżają się do siebie, tworząc cząsteczkę, orbitale atomowe nakładają się na siebie i łączą się, tworząc orbitale molekularne. Liczba nowo utworzonych orbitali molekularnych jest równa liczbie połączonych orbitali atomowych. Ponadto orbital molekularny otacza dwa jądra atomowe, a elektrony mogą poruszać się wokół obu jąder. Podobnie jak orbitale atomowe, orbitale molekularne zawierają maksymalnie 2 elektrony o przeciwnych spinach.

Rycina 01: Orbitale molekularne w cząsteczce

Ponadto istnieją dwa rodzaje orbitali molekularnych: wiązanie orbitali molekularnych i antyondingowe orbitale molekularne. Wiązanie orbitali molekularnych zawiera elektrony w stanie podstawowym, natomiast antyondingowe orbitale molekularne nie zawierają elektronów w stanie podstawowym. Ponadto elektrony mogą zajmować orbitale antyondingowe, jeśli cząsteczka jest w stanie wzbudzonym.

Co to jest orbita atomowa?

Max Born wskazał fizyczne znaczenie kwadratu funkcji falowej (Ψ2) po tym, jak Schrodinger przedstawił swoją teorię. Według Borna Ψ2 wyraża prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w określonej lokalizacji; jeśli Ψ2 jest dużą wartością, wówczas prawdopodobieństwo znalezienia elektronu w tej przestrzeni jest wyższe. Dlatego w przestrzeni kosmicznej gęstość prawdopodobieństwa elektronów jest duża. Jeśli jednak Ψ2 jest niskie, gęstość prawdopodobieństwa elektronów jest niska. Wykresy Ψ2 w osiach x, y i z pokazują te prawdopodobieństwa i przyjmują kształt orbitali s, p, d i f. Nazywamy te orbitale atomowe.

Rysunek 02: Różne orbitale atomowe

Ponadto definiujemy orbitę atomową jako obszar przestrzeni, w którym prawdopodobieństwo znalezienia elektronu jest duże w atomie. Możemy scharakteryzować te orbitale liczbami kwantowymi, a każdy orbit atomowy może pomieścić dwa elektrony o przeciwnych spinach. Na przykład, kiedy piszemy konfigurację elektronów, piszemy ją jako 1s2, 2s2, 2p6, 3s2. 1, 2, 3… .n liczbami całkowitymi są liczby kwantowe. Indeks górny po nazwie orbity pokazuje liczbę elektronów na tej orbicie. s orbitale mają kształt kuli i są małe, zaś orbitale P mają kształt hantli z dwoma płatami. Tutaj jeden płat jest dodatni, a drugi płat jest ujemny. Ponadto miejscem, w którym stykają się dwa płaty, jest węzeł. Istnieją orbitale 3 p jako x, yiz. Są one rozmieszczone w przestrzeni w taki sposób, że ich osie są do siebie prostopadłe.

Istnieje pięć orbitali d i 7 orbitali o różnych kształtach. Dlatego poniżej podano całkowitą liczbę elektronów, które mogą znajdować się na orbicie.

• s orbital-2 elektronów
• p orbitale - 6 elektronów
• d orbitale - 10 elektronów
• f orbitale - 14 elektronów

Jaka jest różnica między orbitą molekularną a orbitą atomową?

Kluczowa różnica między orbitalem molekularnym a orbitalem atomowym polega na tym, że orbitale atomowe opisują miejsca, w których prawdopodobieństwo znalezienia elektronów jest wysokie w atomie, podczas gdy orbitale molekularne opisują prawdopodobne lokalizacje elektronów w cząsteczce. Co więcej, orbitale atomowe są obecne w atomach, a orbitale molekularne są obecne w cząsteczkach. Ponadto połączenie orbitali atomowych powoduje powstanie orbitali molekularnych. Ponadto orbitale atomowe są nazywane s, p, d i f, podczas gdy istnieją dwa rodzaje orbitali molekularnych jako orbitale molekularne wiążące i antyondujące.

Podsumowanie - Orbital molekularny a atomowy

Kluczowa różnica między orbitalem molekularnym a orbitalem atomowym polega na tym, że orbitale atomowe opisują miejsca, w których prawdopodobieństwo znalezienia elektronów jest wysokie w atomie, podczas gdy orbitale molekularne opisują prawdopodobne lokalizacje elektronów w cząsteczce.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Definicja i przykład orbity”. ThoughtCo, maj. 7, 2019, Dostępne tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Model wypełniający przestrzeń wiązania pi (wiązania orbitalu molekularnego z symetrią π) generowany przez nakładanie się…” Ben Mills (domena publiczna) za pośrednictwem plików domeny publicznej
2. „Atomic-orbital-clouds spd m0” Autor: Geek3 - Praca własna; utworzony z chmurą wodorową w Pythonie Ta grafika png została utworzona w Pythonie (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia