Różnica między teorią molekularną a teorią wiązań walencyjnych

The kluczowa różnica między teorią orbitali molekularnej a teorią wiązań walencyjnych jest to teoria orbital molekularna opisuje tworzenie orbity molekularnej, zaś teoria wiązań walencyjnych opisuje orbitale atomowe.

Różne cząsteczki mają inne właściwości chemiczne i fizyczne niż pojedyncze atomy, które połączyły się, tworząc te cząsteczki. Aby zrozumieć te różnice między właściwościami atomowymi i molekularnymi, konieczne jest zrozumienie tworzenia wiązania chemicznego między kilkoma atomami w celu utworzenia cząsteczki. Obecnie używamy dwóch teorii mechaniki kwantowej do opisania wiązania kowalencyjnego i struktury elektronicznej cząsteczek. Są to teoria wiązań walencyjnych i teoria molekularnych orbit.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest teoria orbitali molekularnych 
3. Co to jest teoria obligacji walencyjnych
4. Porównanie obok siebie - Teoria orbitali molekularnych a teoria wiązań walencyjnych w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to jest teoria orbitali molekularnych?

W cząsteczkach elektrony znajdują się na orbitach molekularnych, ale ich kształty są różne i są powiązane z więcej niż jednym jądrem atomowym. Teoria orbit molekularnych to opis cząsteczek oparty na orbitali molekularnych.

Możemy uzyskać funkcję falową opisującą orbitę molekularną poprzez liniową kombinację orbitali atomowych. Orbital wiążący powstaje, gdy dwa orbitale atomowe oddziałują w tej samej fazie (interakcja konstruktywna). Kiedy oddziałują poza fazą (interakcja destrukcyjna), orbitale anty-wiążące. Dlatego dla każdej interakcji suborbitalnej istnieją orbitale wiążące i anty-wiążące. Wiązanie orbitali ma niską energię, a elektrony częściej w nich przebywają. Orbitale anty-wiążące mają wysoką energię, a gdy wszystkie orbitale wiążące zostaną wypełnione, elektrony przemieszczają się i wypełniają orbitale anty-wiążące.

Co to jest teoria obligacji walencyjnych?

Teoria wiązań walencyjnych oparta jest na podejściu wiązań zlokalizowanych, które zakłada, że ​​elektrony w cząsteczce zajmują orbitale atomowe poszczególnych atomów. Na przykład w tworzeniu H₂₎ cząsteczka, dwa atomy wodoru zachodzą na swoje orbitale 1s. Nakładając się na dwie orbitale, dzielą wspólny region w przestrzeni. Początkowo, gdy dwa atomy są daleko od siebie, nie ma między nimi interakcji. Dlatego energia potencjalna wynosi zero.

Gdy atomy zbliżają się do siebie, każdy elektron jest przyciągany przez jądro drugiego atomu, a jednocześnie elektrony odpychają się, podobnie jak jądra. Podczas gdy atomy są nadal oddzielone, przyciąganie jest większe niż odpychanie, więc energia potencjalna układu maleje. W punkcie, w którym energia potencjalna osiąga wartość minimalną, układ jest stabilny. Tak się dzieje, gdy dwa atomy wodoru łączą się i tworzą cząsteczkę.

Rysunek 01: Utworzenie obligacji Pi

Jednak ta nakładająca się koncepcja może opisywać tylko proste cząsteczki, takie jak H.₂₎, fa₂₎, HF itp. Teoria ta nie wyjaśnia cząsteczek takich jak CH₄. Niemniej jednak problem ten można rozwiązać, łącząc tę ​​teorię z hybrydową teorią orbitalną. Hybrydyzacja polega na zmieszaniu dwóch niejednoznacznych orbitali atomowych. Na przykład w CH₄, C ma cztery hybrydyzowane sp³⁾ orbitale nakładające się na s orbitali każdego H.

Jaka jest różnica między teorią molekularną a teorią wiązań walencyjnych?

Obecnie używamy dwóch teorii mechaniki kwantowej do opisania wiązania kowalencyjnego i struktury elektronicznej cząsteczek. Są to teoria wiązań walencyjnych i molekularna teoria orbit. Kluczowa różnica między teorią orbitalu molekularnego a teorią wiązania walencyjnego polega na tym, że teoria orbitalu molekularnego opisuje tworzenie orbity molekularnej, natomiast teoria wiązania walencyjnego opisuje orbitale atomowe. Co więcej, teorię wiązania walencyjnego można zastosować tylko do cząsteczek dwuatomowych, a nie do cząsteczek wieloatomowych. Możemy jednak zastosować teorię orbity molekularnej do dowolnej cząsteczki.

Podsumowanie - Teoria orbitali molekularnych a teoria wiązań walencyjnych

Teoria wiązań walencyjnych i molekularna teoria orbitalna to dwie teorie kwantowo-mechaniczne opisujące wiązanie kowalencyjne i strukturę elektronową cząsteczek. Kluczowa różnica między teorią orbitalu molekularnego a teorią wiązania walencyjnego polega na tym, że teoria orbitalu molekularnego opisuje tworzenie orbity molekularnej, podczas gdy teoria wiązania walencyjnego opisuje orbitale atomowe.

Odniesienie:

1. Helmenstine, Anne Marie. „Definicja teorii wartościowości (VB)”. ThoughtCo, 4 sierpnia 2019, dostępny tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Pi-Bond” Autor: Pi-bond.jpg: JoJanderivative praca: Vladsinger (wykład) - Pi-bond.jpg (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia