Orbital atòmic versus orbital híbrid
L'enllaç de les molècules es va entendre d'una manera nova amb les noves teories presentades per Schrodinger, Heisenberg i Paul Diarc. La mecànica quàntica va entrar en escena amb les seves troballes. Van trobar que un electró té propietats tant de partícules com d'ona. Amb això, Schrodinger va desenvolupar equacions per trobar la naturalesa ondulatòria d'un electró i va crear l'equació d'ona i la funció d'ona. La funció d'ona (Ψ) correspon a diferents estats per a l'electró.
Orbital atòmic
Max Born assenyala un significat físic al quadrat de la funció d'ona (Ψ2) després que Schrodinger presentés la seva teoria. Segons Born, Ψ2 expressa la probabilitat de trobar un electró en una ubicació concreta. Per tant, si Ψ2 és un valor més gran, llavors la probabilitat de trobar l'electró en aquest espai és més gran. Per tant, a l'espai, la densitat de probabilitat electrònica és gran. En canvi, si Ψ2 és baixa, aleshores la densitat de probabilitat electrònica és baixa. Els gràfics de Ψ2 en els eixos x, y i z mostren aquestes probabilitats i prenen la forma d'orbitals s, p, d i f. Aquests es coneixen com a orbitals atòmics. Un orbital atòmic es pot definir com una regió de l'espai on la probabilitat de trobar un electró és gran en un àtom. Els orbitals atòmics es caracteritzen per nombres quàntics, i cada orbital atòmic pot acomodar dos electrons amb espins oposats. Per exemple, quan escrivim la configuració electrònica, escrivim com a 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n valors enters són els nombres quàntics. El nombre de superíndex després del nom de l'orbital mostra el nombre d'electrons en aquest orbital. Els orbitals s tenen forma d'esfera i petits. Els orbitals P tenen forma de mancuerna amb dos lòbuls. Es diu que un lòbul és positiu i l' altre negatiu. El lloc on dos lòbuls es toquen es coneix com a node. Hi ha 3 orbitals p com x, y i z. Estan disposats a l'espai de manera que els seus eixos són perpendiculars entre si. Hi ha cinc orbitals d i 7 orbitals f amb diferents formes. Així, conjuntament, a continuació es mostra el nombre total d'electrons que poden residir en un orbital.
s d'electrons orbitals-2
Orbitals P- 6 electrons
d orbitals: 10 electrons
f orbitals: 14 electrons
Orbital híbrid
La hibridació és la barreja de dos orbitals atòmics no equivalents. El resultat de la hibridació és l'orbital híbrid. Hi ha molts tipus d'orbitals híbrids formats barrejant orbitals s, p i d. Els orbitals híbrids més comuns són sp3, sp2 i sp. Per exemple, a CH4, C té 6 electrons amb la configuració electrònica 1s2 2s2 2p 2 a l'estat fonamental. Quan s'excita, un electró del nivell 2s es mou al nivell 2p donant tres 3 electrons. Aleshores, l'electró 2s i els tres electrons 2p es barregen i formen quatre orbitals híbrids equivalents sp3. Així mateix, en la hibridació sp2 es formen tres orbitals híbrids i en la hibridació sp es formen dos orbitals híbrids. El nombre d'orbitals híbrids produïts és igual a la suma d'orbitals que s'hibriditzen.
Quina diferència hi ha entre els orbitals atòmics i els orbitals híbrids?
• Els orbitals híbrids es fan a partir dels orbitals atòmics.
• En la fabricació d'orbitals híbrids participen diferents tipus i nombres d'orbitals atòmics.
• Els diferents orbitals atòmics tenen diferents formes i nombre d'electrons. Però tots els orbitals híbrids són equivalents i tenen el mateix nombre d'electrons.
• Els orbitals híbrids normalment participen en la formació d'enllaços sigma covalents, mentre que els orbitals atòmics participen tant en la formació d'enllaços sigma com pi.
