Ключовата разлика между теорията на молекулярните орбитали и теорията за валентните връзки е, че теорията на молекулярните орбитали описва образуването на молекулни орбитали, докато теорията на валентните връзки описва атомните орбитали.
Различните молекули имат различни химични и физични свойства от отделните атоми, които се свързват, за да образуват тези молекули. За да се разберат тези разлики между атомните и молекулярните свойства, е необходимо да се разбере образуването на химическа връзка между няколко атома, за да се направи една молекула. Понастоящем ние използваме две квантово-механични теории, за да опишем ковалентната връзка и електронната структура на молекулите. Това са теорията на валентната връзка и теорията на молекулярната орбитала.
Какво е теория на молекулярната орбитала?
В молекулите електроните се намират в молекулни орбитали, но техните форми са различни и са свързани с повече от едно атомно ядро. Теорията на молекулярните орбитали е описанието на молекулите на базата на молекулярни орбитали.
Можем да получим вълновата функция, описваща молекулярна орбитала чрез линейната комбинация от атомни орбитали. Свързваща орбитала се образува, когато две атомни орбитали взаимодействат в една и съща фаза (конструктивно взаимодействие). Когато взаимодействат извън фаза (деструктивно взаимодействие), антисвързващите орбитали от. Следователно има свързващи и антисвързващи орбитали за всяко суборбитално взаимодействие. Свързващите орбитали имат ниска енергия и е по-вероятно електроните да пребивават в тях. Антисвързващите орбитали са с висока енергия и когато всички свързващи орбитали са запълнени, електроните отиват и запълват антисвързващите орбитали.
Какво представлява теорията за валентната връзка?
Теорията за валентната връзка се основава на подхода за локализирана връзка, който предполага, че електроните в молекулата заемат атомни орбитали на отделните атоми. Например при образуването на молекулата H2 два водородни атома припокриват своите 1s орбитали. Чрез припокриване на двете орбитали те споделят общ регион в пространството. Първоначално, когато двата атома са далеч един от друг, няма взаимодействие между тях. Следователно потенциалната енергия е нула.
Когато атомите се приближават един към друг, всеки електрон се привлича от ядрото в другия атом и в същото време електроните се отблъскват взаимно, както и ядрата. Докато атомите все още са разделени, привличането е по-голямо от отблъскването, така че потенциалната енергия на системата намалява. Точката, в която потенциалната енергия достигне минималната стойност, системата е стабилна. Това се случва, когато два водородни атома се съберат и образуват молекулата.
Фигура 01: Образуване на Pi връзка
Въпреки това, тази припокриваща се концепция може да опише само прости молекули като H2, F2, HF и др. Тази теория не успява да обясни молекули като CH4 Въпреки това, този проблем може да бъде решен чрез комбиниране на тази теория с хибридната орбитална теория. Хибридизацията е смесването на две нееквивалентни атомни орбитали. Например, в CH4, C има четири хибридизирани sp3 орбитали, припокриващи се с s орбиталите на всеки H.
Каква е разликата между теорията за молекулярната орбитала и теорията за валентната връзка?
В момента използваме две квантово-механични теории, за да опишем ковалентната връзка и електронната структура на молекулите. Това са теорията на валентната връзка и теорията на молекулярната орбитала. Ключовата разлика между теорията на молекулярната орбитала и теорията на валентната връзка е, че теорията на молекулярната орбитала описва образуването на молекулярна орбитала, докато теорията на валентната връзка описва атомните орбитали. Освен това теорията за валентната връзка може да се приложи само за двуатомни молекули, а не за многоатомни молекули. Въпреки това можем да приложим теорията за молекулярната орбитала за всяка молекула.
Обобщение – теория за молекулярната орбитала срещу теория за валентната връзка
Теорията на валентната връзка и теорията на молекулярната орбитала са двете квантово-механични теории, които описват ковалентната връзка и електронната структура на молекулите. Ключовата разлика между теорията на молекулярната орбитала и теорията на валентната връзка е, че теорията на молекулярната орбитала описва образуването на молекулярна орбитала, докато теорията на валентната връзка описва атомните орбитали.
