Atomska orbitala proti hibridni orbitali
Vez v molekulah je bila razumljena na nov način z novimi teorijami, ki so jih predstavili Schrodinger, Heisenberg in Paul Diarc. Kvantna mehanika je s svojimi ugotovitvami prišla na vrsto. Ugotovili so, da ima elektron lastnosti delcev in valov. S tem je Schrodinger razvil enačbe za iskanje valovne narave elektrona in prišel do valovne enačbe in valovne funkcije. Valovna funkcija (Ψ) ustreza različnim stanjem elektrona.
Atomska orbitala
Max Born poudarja fizični pomen kvadrata valovne funkcije (Ψ2), potem ko je Schrodinger predstavil svojo teorijo. Po Bornu Ψ2 izraža verjetnost, da najdemo elektron na določeni lokaciji. Torej, če je Ψ2 večja vrednost, potem je verjetnost, da najdemo elektron v tem prostoru, večja. Zato je v prostoru verjetnostna gostota elektronov velika. Nasprotno, če je Ψ2 nizek, potem je gostota elektronske verjetnosti tam majhna. Grafi Ψ2 v oseh x, y in z prikazujejo te verjetnosti in imajo obliko s, p, d in f orbital. Ti so znani kot atomske orbitale. Atomsko orbitalo lahko definiramo kot območje prostora, kjer je verjetnost, da najdemo elektron v atomu, velika. Za atomske orbitale so značilna kvantna števila in vsaka atomska orbitala lahko sprejme dva elektrona z nasprotnimi vrtljaji. Na primer, ko pišemo elektronsko konfiguracijo, pišemo kot 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n celih vrednosti so kvantna števila. Zgornja številka za imenom orbitale prikazuje število elektronov v tej orbitali.orbitale so kroglaste oblike in majhne. P orbitale so v obliki ročice z dvema režnjema. En reženj naj bi bil pozitiven, drugi reženj pa negativen. Mesto, kjer se dva režnja dotikata, je znano kot vozlišče. Obstajajo 3 p orbitale kot x, y in z. V prostoru so razporejeni tako, da so njihove osi pravokotne druga na drugo. Obstaja pet d orbital in 7 f orbital različnih oblik. Skupno je torej skupno število elektronov, ki se lahko nahajajo v orbitali.
s orbitalni-2 elektroni
P orbitale- 6 elektronov
d orbitale- 10 elektronov
f orbitale- 14 elektronov
Hibridna orbitala
Hibridizacija je mešanje dveh neenakovrednih atomskih orbital. Rezultat hibridizacije je hibridna orbitala. Obstaja veliko vrst hibridnih orbital, ki nastanejo z mešanjem s, p in d orbital. Najpogostejše hibridne orbitale so sp3, sp2 in sp. Na primer, v CH4 ima C 6 elektronov z elektronsko konfiguracijo 1s2 2s2 2p 2 v osnovnem stanju. Ko je vzburjen, se en elektron na nivoju 2s premakne na nivo 2p, kar daje tri 3 elektrone. Nato se 2s elektron in trije 2p elektroni pomešajo in tvorijo štiri enakovredne sp3 hibridne orbitale. Prav tako pri sp2 hibridizaciji nastanejo tri hibridne orbitale in pri sp hibridizaciji dve hibridni orbitali. Število proizvedenih hibridnih orbital je enako vsoti hibridiziranih orbital.
Kakšna je razlika med atomskimi orbitalami in hibridnimi orbitalami?
• Hibridne orbitale so narejene iz atomskih orbital.
• Pri tvorbi hibridnih orbital sodelujejo različne vrste in število atomskih orbital.
• Različne atomske orbitale imajo različne oblike in število elektronov. Toda vse hibridne orbitale so enakovredne in imajo enako število elektronov.
• Hibridne orbitale običajno sodelujejo pri tvorbi kovalentne sigma vezi, medtem ko atomske orbitale sodelujejo pri tvorbi sigma in pi vezi.
