Молекулярдык орбитал теориясы менен гибриддештирүү теориясынын ортосундагы негизги айырма молекулалык орбитал теориясы байланыш жана анти-байланыш орбитальдардын пайда болушун сүрөттөйт, ал эми гибриддештирүү теориясы гибриддик орбиталдардын пайда болушун сүрөттөйт.
Молекулалардын электрондук жана орбиталдык түзүлүштөрүн аныктоо үчүн иштелип чыккан ар кандай теориялар бар. VSEPR теориясы, Льюис теориясы, валенттик байланыш теориясы, гибриддештирүү теориясы жана молекулярдык орбитал теориясы ушундай маанилүү теориялар болуп саналат. Алардын ичинен эң алгылыктуу теория - молекулярдык орбита теориясы.
Молекулярдык орбитал теориясы деген эмне?
Молекулярдык орбитал теориясы – кванттык механиканы колдонуу менен молекулалардын электрондук түзүлүшүн сүрөттөө ыкмасы. Бул молекулалардагы химиялык байланышты түшүндүрүүнүн эң жемиштүү жолу. Келгиле, бул теорияны кеңири талкуулайлы.
Биринчиден, молекулярдык орбиталдардын эмне экенин билишибиз керек. Эки атомдун ортосундагы химиялык байланыш эки атомдук ядро менен алардын ортосундагы электрондордун ортосундагы таза тартылуу күчү эки атом ядросунун ортосундагы электростатикалык түртүүдөн ашып кеткенде пайда болот. Негизинен, бул эки атомдун ортосундагы тартуучу күчтөр ошол эки атомдун ортосундагы түртүүчү күчтөн жогору болушу керек дегенди билдирет. Бул жерде электрондор бул химиялык байланышты түзүү үчүн "байланыштуу аймак" деп аталган аймакта болушу керек. Антпесе, электрондор атомдордун ортосундагы түртүүчү күчкө жардам бере турган “байланыштырууга каршы аймакта” болушат.
Бирок, эгерде талаптар аткарылса жана эки атомдун ортосунда химиялык байланыш түзүлсө, анда байланышка катышкан тиешелүү орбитальдар молекулалык орбитальдар деп аталат. Бул жерде биз эки атомдун эки орбиталынан башталып, эки атомго тең бир орбитал (молекулярдык орбитал) менен аяктайбыз.
Кванттык механикага ылайык, атомдук орбитальдар биз каалагандай пайда боло албайт же жок боло албайт. Орбитальдар бири-бири менен өз ара аракеттенгенде, алар ошого жараша формаларын өзгөртүшөт. Бирок кванттык механикага ылайык, алар форманы эркин өзгөртө алышат, бирок орбиталдардын саны бирдей болушу керек. Андан кийин жетишпеген орбиталды табышыбыз керек. Бул жерде эки атомдук орбиталдын фазадагы айкалышы байланыш орбитасын түзөт, ал эми фазадан тышкары айкалышы байланышка каршы орбиталды түзөт.
01-сүрөт: Молекулярдык орбитал диаграммасы
Байланыш электрондору байланыш орбитасын ээлейт, ал эми антибайланыш орбиталындагы электрондор байланыш түзүүгө катышпайт. Тескерисинче, бул электрондор химиялык байланыштын пайда болушуна активдүү каршы. Байланыш орбиталынын потенциалдык энергиясы байланышка каршы орбиталга караганда азыраак. Эгерде сигма байланышын карасак, байланыш орбиталынын белгиси σ, ал эми байланышка каршы орбитал σ болот. Биз бул теорияны татаал молекулалардын түзүлүшүн сүрөттөп, эмне үчүн кээ бир молекулалар жок экенин (б.а. He2) жана молекулалардын байланыш тартибин түшүндүрүү үчүн колдоно алабыз. Ошентип, бул сүрөттөмө молекулярдык орбиталык теориянын негизин кыскача түшүндүрөт.
Гибриддештирүү теориясы деген эмне?
Гибриддештирүү теориясы - бул молекуланын орбиталык түзүлүшүн сүрөттөө үчүн колдонгон ыкма. Гибриддештирүү - эки же андан көп атомдук орбитальдарды аралаштыруу аркылуу гибриддик орбиталдардын пайда болушу. Бул орбиталдардын багыты молекуланын геометриясын аныктайт. Бул валенттик байланыш теориясынын кеңейиши.
Атомдук орбитальдар пайда болгонго чейин алардын энергиялары ар башка, бирок пайда болгондон кийин бардык орбиталдардын энергиясы бирдей болот. Мисалы, s атомдук орбитал жана p атомдук орбиталь биригип эки sp орбиталын түзө алат. s жана p атомдук орбитальдары ар кандай энергияга ээ (s < энергия p энергиясы). Бирок гибриддештирүүдөн кийин ал энергиясы бирдей болгон эки sp орбиталды пайда кылат жана бул энергия жеке s жана p атомдук орбиталык энергиялардын энергияларынын ортосунда жатат. Мындан тышкары, бул sp гибриддик орбитал 50% s орбиталык мүнөздөмөлөргө жана 50% p орбиталык мүнөздөмөлөргө ээ.
02-сүрөт: Көмүртек атомунун гибриддик орбиталдары менен суутек атомдорунун орбиталдарынын ортосундагы байланыш
Гибриддештирүү идеясы алгач талкууга кирген, анткени окумуштуулар валенттик байланыш теориясы CH4 сыяктуу кээ бир молекулалардын түзүлүшүн туура алдын ала айта албаганын байкашкан. Бул жерде, көмүртек атомунун электрон конфигурациясына ылайык эки гана жупташпаган электрондору бар болсо да, төрт коваленттик байланыш түзө алат. Төрт байланыш түзүү үчүн төрт жупташтырылбаган электрон болушу керек.
Алар бул кубулушту түшүндүрө алган бирден-бир жолу көмүртек атомунун s жана p орбиталдары бири-бири менен биригип, энергиясы бирдей гибриддик орбиталь деп аталган жаңы орбитальдарды пайда кылат деп ойлошкон. Бул жерде бир s + үч p 4 sp3 орбитальдарды берет. Демек, электрондор бул гибриддик орбитальдарды бир калыпта (гибриддик орбиталга бир электрон) толтуруп, Хунд эрежесине баш ийет. Андан кийин төрт суутек атому менен төрт коваленттик байланыш түзүү үчүн төрт электрон бар.
Молекулярдык орбитал теориясы менен гибриддештирүү теориясынын ортосунда кандай айырма бар?
Молекулярдык орбитал теориясы – кванттык механиканы колдонуу менен молекулалардын электрондук түзүлүшүн сүрөттөө ыкмасы. Гибриддештирүү теориясы - бул молекуланын орбиталык түзүлүшүн сүрөттөө үчүн колдонгон ыкма. Ошентип, молекулярдык орбитал теориясы менен гибриддештирүү теориясынын ортосундагы негизги айырма молекулалык орбитал теориясы байланыш жана анти-байланыш орбитальдардын пайда болушун сүрөттөйт, ал эми гибриддештирүү теориясы гибриддик орбиталдардын пайда болушун сүрөттөйт.
Мындан тышкары, молекулярдык орбитал теориясына ылайык, эки атомдун атомдук орбиталдарынын аралашуусунан жаңы орбиталь формалары пайда болот, ал эми гибриддештирүү теориясында бир атомдун атомдук орбиталдарынын аралашуусунан жаңы орбиталь формалары пайда болот. Демек, бул молекулярдык орбиталык теория менен гибриддештирүү теориясынын дагы бир айырмасы.
Кыскача маалымат – Молекулярдык орбитал теориясы менен гибриддештирүү теориясы
Молекулярдык орбиталык теория да, гибриддештирүү теориясы да молекуланын түзүлүшүн аныктоодо маанилүү. Молекулярдык орбитал теориясы менен гибриддештирүү теориясынын ортосундагы негизги айырма молекулалык орбитал теориясы байланыш жана анти-байланыш орбиталдардын пайда болушун сүрөттөйт, ал эми гибриддештирүү теориясы гибриддик орбиталдардын пайда болушун сүрөттөйт.
