ההבדל העיקרי בין אורביטלים טהורים והיברידיים הוא שהאורביטלים הטהורים הם האורביטלים האטומיים המקוריים בעוד שהאורביטלים ההיברידיים נוצרים מערבוב של שני אורביטלים אטומיים או יותר.
ביצירת קשרים כימיים של מולקולות פשוטות, אנחנו יכולים פשוט לשקול את החפיפה של אורביטלים אטומיים. אבל אם אנחנו רוצים לדון בקשר הכימי במולקולות מורכבות, אנחנו צריכים לדעת מהי הכלאה מסלולית. הכלאה מסלולית היא המושג הכימי המתאר ערבוב של אורביטלים אטומיים ליצירת אורביטלים היברידיים חדשים. אורביטלים אלה כרוכים ביצירת קשרים כימיים קוולנטיים.
מהם אורביטלים טהורים?
אורביטלים טהורים הם אורביטלים אטומיים המכילים אלקטרונים של האטום. אורביטלים אלו אינם אורביטלים מעורבים כמו אורביטלים היברידיים. האורביטל נותן את המיקום הסביר ביותר של אלקטרונים באטום מכיוון שהאלקטרונים נמצאים בתנועה מתמשכת סביב גרעין האטום. במקום מיקום קבוע, זה נותן אזור שבו האלקטרון יכול להתרחש בזמן מסוים.
האורביטלים האטומיים הטהורים קיימים במספר צורות כגון צורה כדורית, צורת משקולת. על פי מכניקת הקוונטים, קיימת קבוצה של מספרים קוונטיים שאנו משתמשים בהם כדי לתת שם למסלול. קבוצת מספרים זו כוללת n (מספר קוונטי עיקרי), l (מספר קוונטי של תנע זוויתי), m (מספר קוונטי מגנטי) ו-s (מספר ספין קוונטי). כל מסלול תופס לכל היותר שני אלקטרונים. לפי המספר הקוונטי של התנע הזוויתי, ישנם ארבעה אורביטלים אטומיים המוכרים בדרך כלל כמו s orbital (בצורת כדור), p orbital (בצורת משקולת), d orbital (שתי משקולות באותו מישור) ו-f orbital (מבנה מסובך).
מהם אורביטלים היברידיים?
אורביטלים היברידיים הם האורביטלים המולקולריים הנוצרים מהערבוב של אורביטלים אטומיים. אלו הם אורביטלים היפותטיים. הערבוב מתרחש בין האורביטלים האטומיים של אותו אטום. ערבוב זה מתרחש על מנת ליצור קשר כימי קוולנטי עם אטום אחר. תהליך הערבוב הזה הוא "הכלאה מסלולית" שמביאה למסלולים היברידיים. אנו שמות אורביטלים אלה לפי האורביטלים האטומיים שעוברים הכלאה.
איור 01: sp3 Hybridization
בהתאם לכך, שלוש הצורות העיקריות של אורביטלים היברידיים הם:
- sp אורביטל היברידי - זה נוצר עקב הכלאה של אורביטלים אטומיים s ו-p. לכן למסלול ההיברידי המתקבל יש 50% s מאפיינים ו-50% מאפייני מסלול p. למסלול היברידי זה יש סידור מרחבי ליניארי.
- sp2 אורביטל היברידי – זה נוצר עקב הכלאה של s ושני p orbitals אחד. לכן למסלול ההיברידי שנוצר יש 33% ממאפייני מסלול s ו-66% ממאפייני מסלול p. הסידור המרחבי הוא מישור טריגונל.
- sp3 אורביטל היברידי – זה נוצר עקב הכלאה של s אחד ושלושה אורביטלים p. מכאן שלאורביטל ההיברידי המתקבל יש 25% s מאפיינים ו-75% p. הסידור המרחבי של אורביטלים היברידיים אלה הוא טטרהדרלי.
מה ההבדל בין אורביטלים טהורים והיברידיים?
אורביטלים טהורים הם אורביטלים אטומיים המכילים אלקטרונים של האטום ואילו אורביטלים היברידיים הם האורביטלים המולקולריים הנוצרים מהערבוב של אורביטלים אטומיים. זהו ההבדל העיקרי בין אורביטלים טהורים והיברידיים. יתר על כן, האורביטלים ההיברידיים נוצרים באמצעות הכלאה מסלולית, אך אורביטלים טהורים אינם מוכלאים. יתר על כן, היווצרותם של אורביטלים היברידיים חשובה ביצירת תרכובות כימיות מסובכות באמצעות יצירת קשרים כימיים קוולנטיים.כאשר בוחנים את המינוח של האורביטלים, אנו שמות אורביטלים טהורים כאורביטלים s, p, d ו-f בעוד שאנו שמות אורביטלים היברידיים כ-sp, sp2, sp3וכו'
האינפוגרפיקה שלהלן מציגה את ההבדל בין אורביטלים טהורים והיברידיים לעיון מהיר.
סיכום – אורביטלים טהורים לעומת היברידיים
אורביטלים אטומיים הם האזורים שבהם קיימים אלקטרונים באטומים. במאמר זה, תיארנו שני סוגים של אורביטלים כאורביטלים טהורים והיברידיים. ההבדל העיקרי בין אורביטלים טהורים והיברידיים הוא שאורביטלים טהורים הם האורביטלים האטומיים המקוריים ואילו אורביטלים היברידיים נוצרים מערבוב של שני אורביטלים אטומיים או יותר.
