Атомна орбитала срещу хибридна орбитала
Свързването в молекулите беше разбрано по нов начин с новите теории, представени от Шрьодингер, Хайзенберг и Пол Диарк. Квантовата механика влезе в картината със своите открития. Те откриха, че електронът има свойства както на частици, така и на вълни. С това Шрьодингер разработи уравнения, за да намери вълновата природа на електрона и излезе с вълновото уравнение и вълновата функция. Вълновата функция (Ψ) съответства на различни състояния на електрона.
Атомна орбитала
Макс Борн посочва физическо значение на квадрата на вълновата функция (Ψ2), след като Шрьодингер представи своята теория. Според Борн, Ψ2 изразява вероятността за намиране на електрон на определено място. Така че, ако Ψ2 е по-голяма стойност, тогава вероятността за намиране на електрона в това пространство е по-висока. Следователно в пространството плътността на електронната вероятност е голяма. Обратно, ако Ψ2 е ниско, тогава плътността на електронната вероятност там е ниска. Графиките на Ψ2 по осите x, y и z показват тези вероятности и те приемат формата на s, p, d и f орбитали. Те са известни като атомни орбитали. Атомната орбитала може да се дефинира като област от пространството, където вероятността за намиране на електрон в атом е голяма. Атомните орбитали се характеризират с квантови числа и всяка атомна орбитала може да побере два електрона с противоположни спинове. Например, когато пишем електронната конфигурация, пишем като 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n цели числа са квантовите числа. Горният индекс след името на орбиталата показва броя на електроните в тази орбитала.s орбиталите са с форма на сфера и малки. P орбиталите са с форма на дъмбел с два лоба. Казва се, че единият лоб е положителен, а другият лоб е отрицателен. Мястото, където два лоба се допират един друг, е известно като възел. Има 3 p орбитали като x, y и z. Те са разположени в пространството така, че осите им да са перпендикулярни една на друга. Има пет d орбитали и 7 f орбитали с различна форма. Така общо, следното е общият брой електрони, които могат да се намират в една орбитала.
s орбитални-2 електрони
P орбитали- 6 електрона
d орбитали- 10 електрона
f орбитали- 14 електрона
Хибридна орбитала
Хибридизацията е смесването на две нееквивалентни атомни орбитали. Резултатът от хибридизацията е хибридната орбитала. Има много видове хибридни орбитали, образувани чрез смесване на s, p и d орбитали. Най-често срещаните хибридни орбитали са sp3, sp2 и sp. Например в CH4, C има 6 електрона с електронна конфигурация 1s2 2s2 2p 2 в основно състояние. Когато е възбуден, един електрон в ниво 2s се премества на ниво 2p, давайки три 3 електрона. Тогава 2s електронът и трите 2p електрона се смесват заедно и образуват четири еквивалентни sp3 хибридни орбитали. По същия начин при sp2 хибридизация се образуват три хибридни орбитали, а при sp хибридизация се образуват две хибридни орбитали. Броят на произведените хибридни орбитали е равен на сумата от хибридизираните орбитали.
Каква е разликата между атомните орбитали и хибридните орбитали?
• Хибридните орбитали са направени от атомните орбитали.
• Различни видове и брой атомни орбитали участват в създаването на хибридни орбитали.
• Различните атомни орбитали имат различна форма и брой електрони. Но всички хибридни орбитали са еквивалентни и имат еднакъв брой електрони.
• Хибридните орбитали обикновено участват в образуването на ковалентна сигма връзка, докато атомните орбитали участват както в образуването на сигма, така и в пи връзката.
