ההבדל העיקרי בין אורביטלים היברידיים למנוונים הוא שאורביטלים היברידיים הם אורביטלים חדשים שנוצרים מעירוב של שני אורביטלים או יותר, בעוד שאורביטלים מנוונים קיימים במקור באטום.
כפי ששמו מרמז, אורביטל היברידי הוא הכלאה של שני אורביטלים או יותר. למרות שהשם אורביטל מנוון נראה זהה, הם אינם אורביטלים חדשים שנוצרו - הם כבר קיימים באטום. יתרה מכך, לכל האורביטלים ההיברידיים במולקולה יש את אותה אנרגיה ואילו לאורביטלים המנוונים באטום יש אותה אנרגיה.
מהם אורביטלים היברידיים?
אורביטלים היברידיים הם אורביטלים הנוצרים משילוב של שני אורביטלים אטומיים או יותר.אנו קוראים לשילוב הזה תהליך הכלאה. לפני היווצרותם של האורביטלים הללו, לאורביטלים האטומיים עשויות להיות אנרגיות שונות, אך לאחר היווצרות, לכל האורביטלים יש אותה אנרגיה. לדוגמה, מסלול s אטומי ומסלול אטומי p יכולים להתחבר ליצירת שני אורביטלים sp. לאורביטלים האטומיים s ו-p יש אנרגיות שונות (אנרגיה של s < אנרגיה של p). אבל, הכלאה מביאה ליצירת שני אורביטלים sp בעלי אותה אנרגיה; אנרגיה זו נמצאת בין האנרגיות של אנרגיות מסלול אטומיות אינדיבידואליות. יתר על כן, למסלול היברידי sp זה יש 50% מאפייני מסלול s ו-50% מאפייני מסלול p.
איור 01: Sp Hybridization
רעיון ההכלאה נכנס לראשונה לדיון מכיוון שמדענים הבחינו שתיאוריית קשר הערכיות לא מצליחה לחזות נכון את המבנה של כמה מולקולות כמו CH4למרות שלאטום הפחמן יש רק שני אלקטרונים לא מזווגים לפי תצורת האלקטרונים שלו, הוא יכול ליצור ארבעה קשרים קוולנטיים. כדי ליצור ארבעה קשרים, חייבים להיות ארבעה אלקטרונים לא מזווגים. הדרך היחידה להסביר את התופעה הייתה לחשוב שאורביטלים s ו-p של אטום פחמן מתמזגים זה עם זה ויוצרים אורביטלים חדשים הנקראים אורביטלים היברידיים, בעלי אותה אנרגיה. כאן, s אחד + שלוש p נותן 4 sp3 אורביטלים. לכן, אלקטרונים ממלאים את האורביטלים ההיברידיים הללו באופן שווה (אלקטרון אחד לכל אורביטל היברידי), תוך ציית לכלל האנד. לאחר מכן, ישנם ארבעה אלקטרונים ליצירת ארבעה קשרים קוולנטיים עם ארבעה אטומי מימן.
מהם אורביטלים מנוונים?
אורביטלים מושחתים הם האורביטלים האטומיים בעלי אותה אנרגיה. לדוגמה, בתת-מעטפת p מסלולית, ישנם שלושה אורביטלים אטומיים הנבדלים זה מזה לפי הסידור המרחבי. למרות שהאנרגיה של שלושת האורביטלים p אלה זהה, הם מסודרים בצורה שונה; לכן, אנו קוראים להם אורביטלים מנוונים.
איור 02: סידור מרחבי של שלושה אורביטלים P
עם זאת, בנוכחות שדה מגנטי חיצוני, נוכל להסיר את הניוון. זה בגלל שאורביטלים מנוונים נוטים לקבל אנרגיות שונות בנוכחות השדה המגנטי החיצוני הזה, והם כבר לא אורביטלים מנוונים. יתרה מזאת, חמישה אורביטלים של ד בתת-המעטפת הם גם אורביטלים מנוונים מכיוון שיש להם אותה אנרגיה.
מה ההבדל בין אורביטלים היברידיים למנוונים?
ההבדל העיקרי בין אורביטלים היברידיים למנוונים הוא שאורביטלים היברידיים הם אורביטלים חדשים הנוצרים על ידי ערבוב של שני אורביטלים או יותר, בעוד שאורביטלים מנוונים הם אורביטלים שקיימים במקור באטום. יתר על כן, אורביטלים היברידיים הם אורביטלים מולקולריים, בעוד אורביטלים מנוונים הם אורביטלים אטומיים.יתר על כן, אורביטלים היברידיים הם אורביטלים מולקולריים בעלי אותה אנרגיה ואילו אורביטלים מנוונים הם אורביטלים אטומיים בעלי אותה אנרגיה. לדוגמה, sp, sp2 ו-sp3 אורביטלים הם אורביטלים היברידיים ואילו שלושה p אורביטלים ב-p subshell.
סיכום – אורביטלים היברידיים לעומת מנוונים
אורביטלים היברידיים הם אורביטלים מולקולריים ואילו אורביטלים מנוונים הם אורביטלים אטומיים. ההבדל העיקרי בין אורביטלים היברידיים למנוונים הוא שאורביטלים היברידיים נוצרים על ידי ערבוב של שני אורביטלים או יותר, בעוד שאורביטלים מנוונים קיימים במקור באטום.
