Atomic Orbital vs Hybrid Orbital
Molekyylien sitoutuminen ymmärrettiin uudella tavalla Schrodingerin, Heisenbergin ja Paul Diarcin esittämien uusien teorioiden avulla. Kvanttimekaniikka tuli kuvaan löytöineen. He havaitsivat, että elektronilla on sekä hiukkas- että a altoominaisuuksia. Tämän avulla Schrodinger kehitti yhtälöitä elektronin a altoluonteen löytämiseksi ja keksi a altoyhtälön ja a altofunktion. A altofunktio (Ψ) vastaa elektronin eri tiloja.
Atomirata
Max Born osoittaa a altofunktion neliön fyysisen merkityksen (Ψ2) sen jälkeen, kun Schrodinger esitti teoriansa. Bornin mukaan Ψ2 ilmaisee todennäköisyyden löytää elektroni tietystä paikasta. Joten, jos Ψ2 on suurempi arvo, niin todennäköisyys löytää elektroni kyseisestä avaruudesta on suurempi. Siksi avaruudessa elektronien todennäköisyystiheys on suuri. Päinvastoin, jos Ψ2 on pieni, niin elektronin todennäköisyystiheys siellä on pieni. Kuvaajat Ψ2 x-, y- ja z-akselilla osoittavat nämä todennäköisyydet, ja ne ovat s-, p-, d- ja f-orbitaalien muotoisia. Näitä kutsutaan atomikiertoradoiksi. Atomikiertorata voidaan määritellä avaruuden alueeksi, jossa todennäköisyys löytää elektroni on suuri atomista. Atomiradalle on tunnusomaista kvanttiluvut, ja jokainen atomikiertorata voi vastaanottaa kaksi elektronia, joilla on vastakkaiset spinit. Esimerkiksi kun kirjoitamme elektronikonfiguraatiota, kirjoitamme muodossa 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n kokonaislukuarvoa ovat kvanttilukuja. Yläindeksinumero kiertoradan nimen jälkeen näyttää elektronien lukumäärän kyseisellä kiertoradalla.s orbitaalit ovat pallomaisia ja pieniä. P-orbitaalit ovat käsipainon muotoisia kahdella lohkolla. Yhden lohkon sanotaan olevan positiivinen ja toisen lohkon negatiivinen. Paikka, jossa kaksi lohkoa koskettavat toisiaan, tunnetaan solmuna. On olemassa 3 p-orbitaalia kuten x, y ja z. Ne on järjestetty avaruuteen siten, että niiden akselit ovat kohtisuorassa toisiinsa nähden. On viisi d-orbitaalia ja 7 erimuotoista f-orbitaalia. Joten kollektiivisesti seuraava on niiden elektronien kokonaismäärä, jotka voivat olla kiertoradalla.
s orbitaali-2 elektronia
P-orbitaalit- 6 elektronia
d orbitaalia- 10 elektronia
f orbitaalit- 14 elektronia
Hybridikiertorata
Hybridisaatio on kahden eri atomiradan sekoittumista. Hybridisaation tulos on hybridiorbitaali. On olemassa monenlaisia hybridiorbitaaleja, jotka on muodostettu sekoittamalla s-, p- ja d-orbitaaleja. Yleisimmät hybridiorbitaalit ovat sp3, sp2 ja sp. Esimerkiksi kohdassa CH4 C:llä on 6 elektronia elektronikonfiguraatiolla 1s2 2s2 2p 2 perustilassa. Kiihtyessä yksi elektroni 2s-tasolla siirtyy 2p-tasolle, jolloin saadaan kolme 3 elektronia. Sitten 2s-elektroni ja kolme 2p-elektronia sekoittuvat yhteen ja muodostavat neljä ekvivalenttia sp3 hybridorbitaalia. Samoin sp2 hybridisaatiossa muodostuu kolme hybridiorbitaalia ja sp-hybridisaatiossa kaksi hybridiorbitaalia. Syntyneiden hybridiorbitaalien määrä on yhtä suuri kuin hybridisoitujen kiertoratojen summa.
Mitä eroa on atomikiertoradalla ja hybridiradalla?
• Hybridiorbitaalit on tehty atomiorbitaaleista.
• Hybridiradan tekemiseen osallistuu eri tyyppisiä ja lukuisia atomikiertoradat.
• Eri atomiradoilla on eri muotoja ja elektronien lukumäärä. Mutta kaikki hybridiradat ovat samanarvoisia ja niillä on sama elektroniluku.
• Hybridiorbitaalit osallistuvat normaalisti kovalenttiseen sigmasidoksen muodostukseen, kun taas atomiorbitaalit osallistuvat sekä sigma- että pi-sidoksen muodostumiseen.
