Основное различие между чистыми и гибридными орбиталями заключается в том, что чистые орбитали являются исходными атомными орбиталями, тогда как гибридные орбитали образуются в результате смешивания двух или более атомных орбиталей.
При образовании химической связи простых молекул мы можем просто учитывать перекрытие атомных орбиталей. Но если мы собираемся обсуждать химическую связь в сложных молекулах, нам нужно знать, что такое орбитальная гибридизация. Орбитальная гибридизация - это химическая концепция, описывающая смешение атомных орбиталей с образованием новых гибридных орбиталей. Эти орбитали участвуют в образовании ковалентных химических связей.
Что такое чистые орбитали?
Чистые орбитали – это атомные орбитали, содержащие электроны атома. Эти орбитали не являются смешанными орбиталями, как гибридные орбитали. Орбиталь дает наиболее вероятное расположение электронов в атоме, поскольку электроны находятся в непрерывном движении вокруг атомного ядра. Вместо фиксированного местоположения это дает область, в которой электрон может появиться в определенное время.
Чистые атомные орбитали существуют в нескольких формах, таких как сферическая форма, форма гантели. Согласно квантовой механике, существует набор квантовых чисел, которые мы используем для обозначения орбитали. Этот набор чисел включает n (главное квантовое число), l (квантовое число углового момента), m (магнитное квантовое число) и s (квантовое число вращения). Каждая орбиталь занимает максимум два электрона. В соответствии с квантовым числом углового момента существует четыре широко известных атомных орбитали: s-орбиталь (сферическая форма), p-орбиталь (гантелеобразная), d-орбиталь (две гантели в одной плоскости) и f-орбиталь (сложная структура).
Что такое гибридные орбитали?
Гибридные орбитали - это молекулярные орбитали, которые образуются в результате смешения атомных орбиталей. Это гипотетические орбитали. Смешение происходит между атомными орбиталями одного и того же атома. это смешение происходит для того, чтобы образовать ковалентную химическую связь с другим атомом. Процесс такого смешения называется «гибридизацией орбит», в результате которой образуются гибридные орбитали. Мы называем эти орбитали в соответствии с атомными орбиталями, которые подвергаются гибридизации.
Рисунок 01: Гибридизация sp3
Соответственно, три основные формы гибридных орбиталей:
- Гибридная орбиталь sp – образуется за счет гибридизации s- и p-атомных орбиталей. Следовательно, полученная гибридная орбиталь имеет 50% характеристик s и 50% характеристик p-орбитали. Эта гибридная орбиталь имеет линейное пространственное расположение.
- sp2 гибридная орбиталь – образуется за счет гибридизации одной s и двух p орбиталей. Следовательно, полученная гибридная орбиталь имеет 33% s-орбитальных характеристик и 66% p-орбитальных характеристик. Пространственное расположение тригонально-плоскостное.
- sp3 гибридная орбиталь – образуется за счет гибридизации одной s и трех p орбиталей. Следовательно, полученная гибридная орбиталь имеет 25% характеристик s и 75% характеристик p. Пространственное расположение этих гибридных орбиталей тетраэдрическое.
В чем разница между чистыми и гибридными орбиталами?
Чистые орбитали - это атомные орбитали, которые содержат электроны атома, тогда как гибридные орбитали - это молекулярные орбитали, которые образуются в результате смешивания атомных орбиталей. В этом ключевое различие между чистыми и гибридными орбиталями. Кроме того, гибридные орбитали образуются посредством орбитальной гибридизации, но чистые орбитали не гибридизуются. Более того, образование гибридных орбиталей важно при образовании сложных химических соединений посредством образования ковалентных химических связей. При рассмотрении номенклатуры орбиталей мы называем чистые орбитали s, p, d и f орбиталями, а гибридные орбитали называем sp, sp2, sp3и т. д.
Приведенная ниже инфографика сводит в таблицу разницу между чистыми и гибридными орбиталями для быстрого ознакомления.
Резюме – Чистые и гибридные орбитальные станции
Атомные орбитали - это области, в которых электроны существуют в атомах. В этой статье мы описали два типа орбиталей: чистые и гибридные. Ключевое различие между чистыми и гибридными орбиталями заключается в том, что чистые орбитали являются исходными атомными орбиталями, тогда как гибридные орбитали образуются в результате смешивания двух или более атомных орбиталей.
