Avainero hybridi- ja rappeutuneiden orbitaalien välillä on, että hybridiorbitaalit ovat uusia orbitaaleja, jotka muodostuvat kahden tai useamman orbitaalin sekoittumisesta, kun taas rappeutuneet orbitaalit ovat alun perin atomissa.
Kuten sen nimi kertoo, hybridiorbitaali on kahden tai useamman kiertoradan hybridi. Vaikka nimi rappeutunut kiertorata näyttää sam alta, ne eivät ole äskettäin muodostuneita orbitaaleja – ne ovat jo olemassa atomissa. Lisäksi kaikilla molekyylin hybridiorbitaaleilla on sama energia, kun taas atomin rappeutuneilla kiertoradoilla on sama energia.
Mitä ovat hybridiorbitaalit?
Hybridiradat ovat kahden tai useamman atomiorbitaalin yhdistelmästä muodostuneita kiertoradat. Kutsumme tätä yhdistelmäprosessia hybridisaatioksi. Ennen näiden kiertoradojen muodostumista atomikiertoradalla voi olla eri energiat, mutta muodostumisen jälkeen kaikilla kiertoradoilla on sama energia. Esimerkiksi s-atomiorbitaali ja p-atomiorbitaali voivat yhdistyä muodostamaan kaksi sp-orbitaalia. Atomiradalla s ja p on erilaiset energiat (s < p:n energia). Mutta hybridisaatio johtaa kahden sp-orbitaalin muodostumiseen, joilla on sama energia; tämä energia on yksittäisten s- ja p-atomien kiertoradan energioiden välillä. Lisäksi tällä sp-hybridiradalla on 50 % s kiertoradan ominaisuuksia ja 50 % p kiertoradan ominaisuuksia.
Kuva 01: Sp-hybridisaatio
Ajatus hybridisaatiosta tuli ensin keskusteluun, koska tiedemiehet havaitsivat, että valenssisidosteoria ei pysty ennustamaan oikein joidenkin molekyylien, kuten CH4, rakennetta. Vaikka hiiliatomissa on vain kaksi paritonta elektronia sen elektronikonfiguraation mukaan, se voi muodostaa neljä kovalenttista sidosta. Neljän sidoksen muodostamiseksi on oltava neljä paritonta elektronia. Ainoa tapa selittää tämä ilmiö oli ajatella, että hiiliatomin s- ja p-orbitaalit sulautuvat toisiinsa muodostaen uusia kiertoradoja, joita kutsutaan hybridiorbitaaleiksi ja joilla on sama energia. Tässä yksi s + kolme p antaa 4 sp3 orbitaalia. Siksi elektronit täyttävät nämä hybridiorbitaalit tasaisesti (yksi elektroni hybridiradalla) Hundin sääntöä noudattaen. Sitten on neljä elektronia neljän kovalenttisen sidoksen muodostamiseksi neljän vetyatomin kanssa.
Mitä ovat rappeutuneet orbitaalit?
Pelirataradat ovat atomikiertoradat, joilla on sama energia. Esimerkiksi p-orbitaalissa on kolme atomikiertorataa, jotka eroavat toisistaan tilajärjestelyn mukaan. Vaikka näiden kolmen p-orbitaalin energia on sama, ne on järjestetty eri tavalla; siksi me kutsumme niitä rappeutuneiksi kiertoradoiksi.
Kuva 02: Kolmen p-orbitaalin tilajärjestely
Voimme kuitenkin poistaa degeneraation ulkoisen magneettikentän läsnä ollessa. Tämä johtuu siitä, että rappeutuneilla kiertoradoilla on taipumus saada erilaisia energioita tämän ulkoisen magneettikentän läsnä ollessa, eivätkä ne ole enää rappeutuneita kiertoradat. Lisäksi viisi d-orbitaalia d-alikuoressa ovat myös degeneroituneita orbitaaleja, koska niillä on sama energia.
Mitä eroa on hybridi- ja rappeutuneilla kiertoradoilla?
Avainero hybridi- ja rappeutuneiden orbitaalien välillä on, että hybridiorbitaalit ovat uusia orbitaaleja, jotka muodostuvat kahden tai useamman kiertoradan sekoittumisesta, kun taas rappeutuneet orbitaalit ovat orbitaaleja, jotka ovat alun perin olemassa atomissa. Lisäksi hybridiorbitaalit ovat molekyyliorbitaaleja, kun taas rappeutuneet orbitaalit ovat atomiorbitaaleja. Lisäksi hybridiorbitaalit ovat molekyyliorbitaaleja, joilla on sama energia, kun taas rappeutuneet orbitaalit ovat atomikiertoradat, joilla on sama energia. Esimerkiksi sp, sp2 ja sp3 orbitaalit ovat hybridiorbitaaleja, kun taas kolme p-orbitaalia p-alikuoressa.
Yhteenveto – Hybridi vs rappeutuneet kiertoradat
Hybridiorbitaalit ovat molekyyliradat, kun taas rappeutuneet orbitaalit ovat atomiorbitaaleja. Keskeinen ero hybridi- ja rappeutuneiden orbitaalien välillä on se, että hybridiorbitaalit muodostuvat kahden tai useamman kiertoradan sekoittumisesta, kun taas degeneroituneet orbitaalit ovat alun perin atomissa.
