Atomic Orbital vs Hybrid Orbital
הקשר במולקולות הובנה בדרך חדשה עם התיאוריות החדשות שהציגו שרדינגר, הייזנברג ופול דיארק. מכניקת הקוונטים נכנסה לתמונה עם הממצאים שלה. הם גילו 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.
מסלול אטומי
Max Born מצביע על משמעות פיזיקלית לריבוע של פונקציית הגל (Ψ2) לאחר שרודינגר הציג את התיאוריה שלו.לפי Born, Ψ2 מבטא את ההסתברות למצוא אלקטרון במיקום מסוים. לכן, אם Ψ2 הוא ערך גדול יותר, אזי ההסתברות למצוא את האלקטרון במרחב הזה גבוהה יותר. לכן, במרחב, צפיפות ההסתברות לאלקטרונים גדולה. להיפך, אם Ψ2 נמוך, אז צפיפות ההסתברות של האלקטרונים שם נמוכה. החלקות של Ψ2 בצירי x, y ו-z מציגות את ההסתברויות הללו, והן לובשות צורה של s, p, d ו-f אורביטלים. אלה ידועים כאורביטלים אטומיים. ניתן להגדיר מסלול אטומי כאזור בחלל שבו ההסתברות למצוא אלקטרון גדולה באטום. אורביטלים אטומיים מאופיינים במספרים קוונטיים, וכל מסלול אטומי יכול להכיל שני אלקטרונים עם ספינים מנוגדים. לדוגמה, כאשר אנו כותבים את תצורת האלקטרונים, אנו כותבים כ-1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n ערכי מספרים שלמים הם המספרים הקוונטיים. המספר העילי אחרי שם המסלול מציג את מספר האלקטרונים באותו מסלול.אורביטלים בצורת כדור וקטנים. אורביטלי P הם בצורת משקולת עם שתי אונות. אומרים שאונה אחת חיובית, והאונה השנייה שלילית. המקום בו שתי אונות נוגעות זו בזו ידוע כצומת. ישנם 3 אורביטלים p כמו x, y ו-z. הם מסודרים במרחב כך שהצירים שלהם מאונכים זה לזה. ישנם חמישה אורביטלים של d ו-7 אורביטלים f בעלי צורות שונות. אז ביחד, להלן המספר הכולל של אלקטרונים שניתן לשהות במסלול.
s orbital-2 electrons
P אורביטלים- 6 אלקטרונים
d אורביטלים- 10 אלקטרונים
f אורביטלים- 14 אלקטרונים
מסלול היברידי
הכלאה היא ערבוב של שני אורביטלים אטומיים לא שווים. התוצאה של הכלאה היא המסלול ההיברידי. ישנם סוגים רבים של אורביטלים היברידיים הנוצרים על ידי ערבוב אורביטלים s, p ו-d. האורביטלים ההיברידיים הנפוצים ביותר הם sp3, sp2 ו-sp.לדוגמה, ב-CH4, ל-C יש 6 אלקטרונים עם תצורת האלקטרונים 1s2 2s2 2p 2 במצב הקרקע. כאשר מתרגש, אלקטרון אחד ברמת 2s עובר לרמת 2p ונותן שלושה 3 אלקטרונים. ואז האלקטרון 2s ושלושת האלקטרונים 2p מתערבבים יחד ויוצרים ארבעה אורביטלים היברידיים שווים sp3. כמו כן בהכלאה sp2 נוצרים שלושה אורביטלים היברידיים ובהכלאה sp שני אורביטלים היברידיים. מספר האורביטלים ההיברידיים המיוצרים שווה לסכום האורביטלים המוכלאים.
מה ההבדל בין אורביטלים אטומיים לאורביטלים היברידיים?
• אורביטלים היברידיים עשויים מהאורביטלים האטומיים.
• סוגים ומספרים שונים של אורביטלים אטומיים משתתפים ביצירת אורביטלים היברידיים.
• לאורביטלים אטומיים שונים יש צורות ומספר אלקטרונים שונים. אבל כל האורביטלים ההיברידיים שווים ובעלי אותו מספר אלקטרונים.
• אורביטלים היברידיים משתתפים בדרך כלל ביצירת קשר סיגמה קוולנטי, בעוד שאורביטלים אטומיים משתתפים ביצירת קשר סיגמה ו-pi.
