Diferența dintre teoria legăturii Valence și teoria orbitală moleculară

Diferența principală - Teoria legăturii Valence vs. teoria orbitală moleculară

Un atom este compus din orbite unde locuiesc electronii. Aceste orbitale atomice pot fi găsite în diferite forme și în diferite niveluri de energie. Atunci când un atom este într-o moleculă în combinație cu alți atomi, aceste orbite sunt aranjate într-o manieră diferită. Aranjamentul acestor orbite va determina legătura chimică și forma sau geometria moleculei. Pentru a explica aranjamentul acestor orbite, putem folosi fie teoria legăturii valenței, fie teoria orbitală moleculară. Principala diferență dintre teoria legăturii de valență și teoria moleculară orbitală este aceea teoria legăturii de valență explică hibridizarea orbitalilor, în timp ce teoria orbitală moleculară nu oferă detalii despre hibridizarea orbitalilor.

Domenii cheie acoperite

1. Ce este teoria lui Valence Bond
      - Definiție, teorie, exemple
2. Ce este teoria orbitală moleculară
      - Definiție, teorie, exemple
3. Care este diferența dintre teoria legăturii Valence și teoria orbitală moleculară
      - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: orbitali moleculari anti-îmbinare, orbitale moleculare de legătură, hibridizare, orbite hibride, teoria orbitală moleculară, Pi Bond, Sigma Bond, sp Orbital, sp² Orbital, sp³ Orbital, sp³d¹ orbital, Valence Bond Theory

Ce este teoria lui Valence Bond

Teoria legăturii Valence este o teorie de bază care este folosită pentru a explica legătura chimică a atomilor într-o moleculă. Teoria legăturii de valență explică asocierea electronilor prin suprapunerea orbitalilor. Atomic orbitalul se găsește în principal ca orbitale, orbitale și orbitale. Conform teoriei legăturii de valență, suprapunerea orbitalilor de două ori sau suprapunerea capului în cap a p orbitalilor va forma o legătură sigmatică. Suprapunerea celor două orbitale paralele va forma o obligațiune pi. Prin urmare, o legătură simplă va conține doar o legătură sigma, în timp ce o legătură dublă va conține o legătură sigma și o legătură pi. O legătură triplă poate conține o legătură sigma împreună cu două legături pi.

Molecule simple cum ar fi H₂ formează o legătură sigma doar prin suprapunerea orbitalilor deoarece atomii de hidrogen (H) sunt compuși numai din orbite. Dar pentru atomii compuși din orbitali s și p care au electroni neparticipați, teoria legăturii de valență are un concept cunoscut sub denumirea de "hibridizare".

Hibridizarea orbitalilor are ca rezultat orbitale hibride. Aceste orbite hibride sunt aranjate astfel încât repulsia dintre aceste orbite este minimizată. Următoarele sunt niște orbite hibride.

sp Orbital

Acest orbital hibrid este format atunci când o orbitală este hibridizată cu o orbitală. Prin urmare, sporbitalul are 50% din caracteristicile orbitale și 50% din caracteristicile orbitale. Un atom compus din orbitale sp hibride are două orbitale ne-hibridizate. Prin urmare, cele două orbitale p pot fi suprapuse în mod paralel, formând două legături pi. Aranjamentul final al orbitalilor hibridizați este liniar.

sp² orbital

Acest orbital hibrid este format din hibridizarea unui orbital s cu două orbitale p. Prin urmare, acest sp² hibridul orbital cuprinde aproximativ 33% din proprietățile orbitale și aproximativ 67% din proprietățile orbitale. Atomii care suferă acest tip de hibridizare sunt compuși dintr-un p orbital ne-hibridizat. Aranjamentul final al orbitalului hibrid este planul trigonal.

sp³ orbital

Acest orbital hibrid este format din hibridizarea unui orbital s cu trei orbite p. Prin urmare, acest sp³ hibridul orbital cuprinde aproximativ 25% din proprietățile orbitale și aproximativ 75% din proprietățile orbitale. Atomii care suferă acest tip de hibridizare nu au nici o orbitală ne-hibridizată. Aranjamentul final al orbitalilor hibrizi este tetraedric.

sp³d¹ orbital

Această hibridizare implică o orbitală orbitală, trei orbitale și o d orbitală.

Aceste orbite hibride vor determina geometria finală sau forma moleculei.

Figura 1: Geometria CH4 este tetraedrică

Imaginea de mai sus arată geometria CH₄ moleculă. Este tetraedric. Orbalele cu cenușă colorate sunt sp³ hibride de atomi de carbon, în timp ce orbitele colorate cu albastru sunt orbite ale atomilor de hidrogen care au fost suprapuse cu orbitalii hibrizi ai legăturilor covalente cu atomul de carbon.

Ce este teoria orbitală moleculară

Teoria orbitală moleculară explică legarea chimică a unei molecule folosind orbitale moleculare ipotetice. De asemenea, descrie modul în care se formează o orbită moleculară atunci când orbitele atomice sunt suprapuse (amestecate). Conform acestei teorii, o orbită moleculară poate deține maximum doi electroni. Acești electroni au rotație opusă pentru a minimiza repulsia dintre ele. Aceste electroni se numesc pereche de electroni de legătură. Așa cum se explică în această teorie, orbitalele moleculare pot fi de două tipuri: legarea orbitalilor moleculari și orbitale moleculare antibondente.

Legarea orbitalelor moleculare

Legarea orbitalilor moleculari are o energie mai mica decat orbitele atomice (orbitalul atomic care a participat la formarea acestei orbite moleculare). Prin urmare, orbitele de legătură sunt stabile. Legarea orbaliilor moleculare este dată simbolului σ.

Antibondarea orbitalelor moleculare

Antibondarea orbitalilor moleculari are o energie mai mare decât orbitele atomice. Prin urmare, aceste orbite antibondante sunt instabile în comparație cu legăturile și orbitele atomice. Orbalele moleculare antibondante sunt date simbolului σ *.

Orbalele moleculare de legătură cauzează formarea unei legături chimice. Această legătură chimică poate fi fie o legătură sigma, fie o legătură pi. Antibondarea orbitală nu este implicată în formarea unei legături chimice. Ei locuiesc în afara legăturii. O legătura sigma este formată atunci când are loc o suprapunere cap-la-cap. O legatură pi este formată de suprapunere orbitală între interior și o parte.

Figura 2: Diagrama orbitală moleculară pentru legarea în moleculă de oxigen

În diagrama de mai sus, orbitele atomice ale celor doi atomi de oxigen sunt arătate în partea stângă și în partea dreaptă. În mijloc, orbitele moleculare ale lui O₂ moleculele sunt prezentate ca orbite de legare și antibondare.

Diferența dintre teoria legăturii Valence și teoria orbitală moleculară

Definiție

Valence Bond Theory: Teoria legăturii Valence este o teorie de bază care este folosită pentru a explica legătura chimică a atomilor într-o moleculă.

Teoria orbitală moleculară: Teoria orbitală moleculară explică legarea chimică a unei molecule folosind orbitale moleculare ipotetice.

Orbitale moleculare

Valence Bond Theory: Teoria legăturii de valență nu oferă detalii despre orbitele moleculare. Aceasta explică legarea orbitalilor atomici.

Teoria orbitală moleculară: Teoria orbitală moleculară este dezvoltată pe baza orbitalilor moleculari.

Tipuri de orbite

Valence Bond Theory: Teoria legăturii valenței descrie orbitalii hibrizi.

Teoria orbitală moleculară: Teoria orbitală moleculară descrie orbitale moleculare de legătură și orbitale moleculare antibondente.

Hibridizare

Valence Bond Theory: Teoria legăturii de valență explică hibridizarea orbitalilor moleculari.

Teoria orbitală moleculară: Teoria orbitală moleculară nu explică hibridizarea orbitalilor.

Concluzie

Bothe teoria legăturii valenței și teoria orbitală moleculară sunt folosite pentru a explica legătura chimică dintre atomi în molecule. Cu toate acestea, teoria legăturii valanței nu poate fi utilizată pentru a explica legătura în molecule complexe. Este foarte potrivit pentru moleculele diatomice. Dar teoria orbitală moleculară poate fi utilizată pentru a explica legătura în orice moleculă. Prin urmare, are multe aplicații avansate decât teoria legăturii de valență. Aceasta este diferența dintre teoria legăturii valenței și teoria orbitală moleculară.

Referințe:

1. "Teoria orbitală moleculară pictorială". Libretexts, 21 iulie 2016. Web. Disponibil aici. 09 august 2017. 
2. "Teoria legăturii Valence și orbitele atomice hibride". Teoria valenței și orbitele atomice hibride. N.p., n.d. Web. Disponibil aici. 09 august 2017. 

Datorită fotografiei:

1. "Hibridizarea Ch4" de K. Aainsqatsi la Wikipedia în engleză (Textul original: K. Aainsqatsi) - Lucrare proprie (Textul original: auto-făcut) (Domeniul Public) prin Wikimedia Commons
2. "Diagrama orbitalilor moleculei de oxigen" de Anthony.Sebastian - (CC BY-SA 3.0) prin Wikimedia Commons