Erinevus molekulaarsete orbitaalteooriate ja valentssidemete teooria vahel

võtme erinevus molekulaarse orbitaalteooria ja valentssideme teooria vahel on see molekulaarorbitaalteooria kirjeldab molekulaarsete orbitaalide teket, valentssideme teooria kirjeldab aga aatomiorbitaale.

Erinevatel molekulidel on erinevad keemilised ja füüsikalised omadused kui üksikutel aatomitel, mis nende molekulide moodustamiseks ühinesid. Nendest erinevustest aatomi ja molekulaarsete omaduste vahel on vaja mõista molekulide moodustamiseks keemiliste sidemete teket mitme aatomi vahel. Praegu kasutame molekulide kovalentse sideme ja elektroonilise struktuuri kirjeldamiseks kaht kvantmehaanilist teooriat. Need on valentssidemete teooria ja molekulaarse orbitaalteooria.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on molekulaarse orbitaalteooria 
3. Mis on valentside võlakirjade teooria
4. Kõrvuti võrdlus - molekulaarsete orbitaalide teooria vs Valentsi võlakirja teooria tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on molekulaarse orbitaalteooria?

Molekulides asuvad elektronid molekulaarorbitaalides, kuid nende kuju on erinev ja neid seostatakse enam kui ühe aatomituumaga. Molekulaarse orbitaalteooria on molekulide kirjeldus, mis põhinevad molekulaarsetel orbitaalidel.

Lainefunktsiooni, mis kirjeldab molekulaarset orbitaali, saame aatomorbitaalide lineaarse kombinatsiooni abil. Sidestav orbitaal moodustub, kui kaks aatomorbitaali interakteeruvad samas faasis (konstruktiivne interaktsioon). Kui nad interakteeruvad faasiväliselt (hävitav interaktsioon), siis liimimisvastased orbitaalid alates. Seetõttu on iga suborbitaalse interaktsiooni jaoks sidumis- ja sidumisvastased orbitaalid. Ühendavatel orbitaalidel on vähe energiat ja elektronid asuvad suurema tõenäosusega neis. Liimimisvastased orbitaalid on suure energiatarbega ja kui kõik liimivad orbitaalid on täidetud, lähevad elektronid ja täidavad liimimisvastaseid orbitaale.

Mis on valentside võlakirjade teooria?

Valentssideme teooria põhineb lokaalse sideme lähenemisel, mis eeldab, et molekulis olevad elektronid hõivavad üksikute aatomite aatomorbitaale. Näiteks H moodustamisel₂ molekuli korral kattuvad kaks vesinikuaatomit nende 1s orbitaalidega. Kahe orbitaali kattumisega jagavad nad ruumis ühist piirkonda. Algselt, kui kaks aatomit asuvad üksteisest kaugel, pole nende vahel mingit vastastikmõju. Seetõttu on potentsiaalne energia null.

Kui aatomid lähenevad üksteisele, tõmbab iga elektronid teise aatomi tuum ja samal ajal tõrjuvad elektronid üksteist, nagu ka tuumad. Kuigi aatomid on endiselt eraldatud, on atraktsioon suurem kui tagasilükkamine, seega süsteemi potentsiaalne energia väheneb. Punktis, kus potentsiaalne energia jõuab minimaalse väärtuseni, on süsteem stabiilsus. See juhtub siis, kui kaks vesinikuaatomit tulevad kokku ja moodustavad molekuli.

Joonis 01: Pi-võlakirja moodustamine

Kuid see kattuv mõiste võib kirjeldada ainult selliseid lihtsaid molekule nagu H₂, F₂, HF jne. See teooria ei suuda selgitada molekule nagu CH₄. Sellegipoolest saab selle probleemi lahendada, ühendades selle teooria hübriidorbitaalteooriaga. Hübridisatsioon on kahe mitteekvivalentse aatomorbitaali segunemine. Näiteks CH-s₄, C-l on neli hübridiseeritud sp³ orbitaalid, mis kattuvad iga H s-i orbitaalidega.

Mis vahe on molekulaarsete orbitaalteooriate ja valentside sidemete teooria vahel?

Praegu kasutame molekulide kovalentse sideme ja elektroonilise struktuuri kirjeldamiseks kaht kvantmehaanilist teooriat. Need on valentssideme teooria ja molekulaarse orbitaalteooria. Peamine erinevus molekulaarse orbitaalteooria ja valentssideme teooria vahel on see, et molekulaarse orbitaalteooria kirjeldab molekulaarse orbitaali moodustumist, samas kui valentssideme teooria kirjeldab aatomi orbitaale. Veelgi enam, valentssideme teooriat saab rakendada ainult diatomeemiliste molekulide, mitte polüatomsete molekulide puhul. Kuid me võime molekulaarse orbitaalteooria rakendada mis tahes molekuli jaoks.

Kokkuvõte - molekulaarsete orbitaalteooriate vs valentside sidemete teooria

Valentssideme teooria ja molekulaarse orbitaalteooria on kaks kvantmehaanilist teooriat, mis kirjeldavad molekulide kovalentset sidet ja elektroonilist struktuuri. Peamine erinevus molekulaarse orbitaalteooria ja valentssideme teooria vahel on see, et molekulaarse orbitaalteooria kirjeldab molekulaarse orbitaali moodustumist, samas kui valentssideme teooria kirjeldab aatomi orbitaale.

Viide:

1. Helmenstine, Anne Marie. “Valentsi võlakirja (VB) teooria määratlus.” ThoughtCo, 4. august 2019, saadaval siit.

Pilt viisakalt:

1. “Pi-Bond” autor: Pi-bond.jpg: JoJ-tuletisteos: Vladsinger (jutt) - Pi-bond.jpg (CC BY-SA 3.0) Commonsis Wikimedia