ההבדל העיקרי בין אורביטל מולקולרי לארביטל אטומי הוא שאורביטלים אטומיים מתארים את המיקומים שבהם ההסתברות למצוא את האלקטרונים גבוהה באטום, בעוד שאורביטלים מולקולריים מתארים את המיקומים הסבירים של אלקטרונים במולקולה.
הקשר במולקולות הובנה בדרך חדשה עם התיאוריות החדשות שהציגו שרדינגר, הייזנברג ופול דיראק. כאשר מכניקת הקוונטים נכנסה לתמונה עם הממצאים שלה, התגלה שלאלקטרון יש גם תכונות חלקיקים וגם תכונות גל. עם זה, שרדינגר פיתח משוואות כדי למצוא את אופי הגל של אלקטרון והביא את משוואת הגל ופונקציית הגל.פונקציית הגל (Ψ) מתאימה למצבים שונים עבור האלקטרון.
מהו אורביטל מולקולרי?
אטומים מתחברים יחד ליצירת מולקולות. כאשר שני אטומים מתקרבים זה לזה ויוצרים מולקולה, אורביטלים אטומיים חופפים ומתאחדים והופכים לאורביטלים מולקולריים. מספר האורביטלים המולקולריים החדשים שנוצרו שווה למספר האורביטלים האטומיים המשולבים. יתר על כן, המסלול המולקולרי מקיף את שני הגרעינים של האטומים, ואלקטרונים יכולים לנוע סביב שני הגרעינים. בדומה לאורביטלים אטומיים, אורביטלים מולקולריים מכילים מקסימום 2 אלקטרונים, בעלי ספינים מנוגדים.
איור 01: אורביטלים מולקולריים במולקולה
יתר על כן, ישנם שני סוגים של אורביטלים מולקולריים: אורביטלים מולקולריים מקשרים ואורביטלים מולקולריים נגד קשרים.אורביטלים מולקולריים מקשרים מכילים אלקטרונים במצב הקרקע ואילו אורביטלים מולקולריים אנטי-קושרים אינם מכילים אלקטרונים במצב הקרקע. יתר על כן, אלקטרונים עשויים לכבוש אורביטלים נוגדי קשר אם המולקולה נמצאת במצב נרגש.
מהו מסלול אטומי?
מקס בורן הצביע על משמעות פיזיקלית לריבוע של פונקציית הגל (Ψ2) לאחר ששרודינגר הציג את התיאוריה שלו. לפי Born, Ψ2 מבטא את ההסתברות למצוא אלקטרון במיקום מסוים; אם Ψ2 הוא ערך גדול, אז ההסתברות למצוא את האלקטרון במרחב זה גבוהה יותר. לכן, במרחב, צפיפות ההסתברות האלקטרונים גדולה. עם זאת, אם ה-Ψ2 נמוך, אז צפיפות ההסתברות האלקטרונים נמוכה. החלקות של Ψ2 בצירי x, y ו-z מציגות את ההסתברויות הללו, והן לובשות צורה של אורביטלים s, p, d ו-f. אנו מכנים אורביטלים אטומיים אלה.
איור 02: אורביטלים אטומיים שונים
יתר על כן, אנו מגדירים מסלול אטומי כאזור במרחב שבו ההסתברות למצוא אלקטרון גדולה באטום. אנחנו יכולים לאפיין את האורביטלים האלה לפי מספרים קוונטיים, וכל אורביטל אטומי יכול להכיל שני אלקטרונים עם ספינים מנוגדים. לדוגמה, כאשר אנו כותבים את תצורת האלקטרונים, אנו כותבים אותה כ-1s2, 2s2, 2p6, 3s2. 1, 2, 3….n ערכי מספרים שלמים הם המספרים הקוונטיים. הכתובת העילית אחרי שם המסלול מציגה את מספר האלקטרונים באותו מסלול. האורביטלים של כדוריים הם בצורת כדור, וקטנים בעוד שאורביטלים של P הם בצורת משקולת עם שתי אונות. כאן, אונה אחת חיובית ואילו האונה השנייה שלילית. יתר על כן, המקום בו שתי אונות נוגעות זו בזו הוא הצומת. ישנם 3 אורביטלים p כמו x, y ו-z. הם מסודרים במרחב בצורה כזו שהצירים שלהם מאונכים זה לזה.
יש חמישה אורביטלים d ו-7 f אורביטלים עם צורות שונות. לכן, להלן המספר הכולל של אלקטרונים שיכולים לשהות במסלול.
- s orbital-2 electrons
- p אורביטלים- 6 אלקטרונים
- d אורביטלים- 10 אלקטרונים
- f אורביטלים- 14 אלקטרונים
מה ההבדל בין אורביטל מולקולרי לארביטל אטומי?
ההבדל העיקרי בין מסלול מולקולרי למסלול אטומי הוא שאורביטלים אטומיים מתארים את המיקומים שבהם ההסתברות למציאת האלקטרונים גבוהה באטום ואילו אורביטלים מולקולריים מתארים את המיקומים הסבירים של אלקטרונים במולקולה. יתר על כן, אורביטלים אטומיים קיימים באטומים ואילו אורביטלים מולקולריים קיימים במולקולות. בנוסף, השילוב של אורביטלים אטומיים מביא ליצירת אורביטלים מולקולריים. יתר על כן, אורביטלים אטומיים נקראים כ-s, p, d ו-f בעוד שיש שני סוגים של אורביטלים מולקולריים כאורביטלים מולקולריים מקשרים ואנטי-קושרים.
סיכום – מסלול מולקולרי לעומת מסלול אטומי
ההבדל העיקרי בין אורביטל מולקולרי לארביטל אטומי הוא שאורביטלים אטומיים מתארים את המיקומים שבהם ההסתברות למצוא את האלקטרונים גבוהה באטום, בעוד שאורביטלים מולקולריים מתארים את המיקומים הסבירים של אלקטרונים במולקולה.
