სუფთა და ჰიბრიდულ ორბიტალებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ სუფთა ორბიტალები არის ორიგინალური ატომური ორბიტალები, ხოლო ჰიბრიდული ორბიტალები წარმოიქმნება ორი ან მეტი ატომური ორბიტალის შერევით.
მარტივი მოლეკულების ქიმიური ბმის ფორმირებისას ჩვენ შეგვიძლია უბრალოდ განვიხილოთ ატომური ორბიტალების გადახურვა. მაგრამ თუ განვიხილავთ ქიმიურ კავშირს რთულ მოლეკულებში, უნდა ვიცოდეთ რა არის ორბიტალური ჰიბრიდიზაცია. ორბიტალური ჰიბრიდიზაცია არის ქიმიური კონცეფცია, რომელიც აღწერს ატომური ორბიტალების შერევას ახალი ჰიბრიდული ორბიტალების შესაქმნელად. ეს ორბიტალები მონაწილეობენ კოვალენტური ქიმიური ბმების წარმოქმნაში.
რა არის სუფთა ორბიტალები?
სუფთა ორბიტალები არის ატომური ორბიტალები, რომლებიც შეიცავს ატომის ელექტრონებს. ეს ორბიტალები არ არის შერეული ორბიტალები, როგორც ჰიბრიდული ორბიტალები. ორბიტალი იძლევა ელექტრონების ყველაზე სავარაუდო მდებარეობას ატომში, ვინაიდან ელექტრონები უწყვეტ მოძრაობაში არიან ატომის ბირთვის გარშემო. ფიქსირებული მდებარეობის ნაცვლად, ეს იძლევა რეგიონს, სადაც ელექტრონი შეიძლება აღმოჩნდეს კონკრეტულ დროს.
სუფთა ატომური ორბიტალები არსებობს რამდენიმე ფორმით, როგორიცაა სფერული ფორმა, ჰანტელის ფორმა. კვანტური მექანიკის მიხედვით, არსებობს კვანტური რიცხვების ნაკრები, რომელსაც ვიყენებთ ორბიტალის დასასახელებლად. რიცხვების ეს ნაკრები მოიცავს n (ძირითადი კვანტური რიცხვი), l (კუთხური იმპულსის კვანტური რიცხვი), m (მაგნიტური კვანტური რიცხვი) და s (სპინის კვანტური რიცხვი). თითოეული ორბიტალი იკავებს მაქსიმუმ ორ ელექტრონს. კუთხური იმპულსის კვანტური რიცხვის მიხედვით, არსებობს ოთხი საყოველთაოდ ცნობილი ატომური ორბიტალი, როგორც s ორბიტალი (სფერული ფორმის), p ორბიტალი (ჰანტელის ფორმის), d ორბიტალი (ორი ჰანტელი იმავე სიბრტყეში) და f ორბიტალი (რთული სტრუქტურა).
რა არის ჰიბრიდული ორბიტალები?
ჰიბრიდული ორბიტალები არის მოლეკულური ორბიტალები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომური ორბიტალების შერევით. ეს არის ჰიპოთეტური ორბიტალები. შერევა ხდება იმავე ატომის ატომურ ორბიტალებს შორის. ეს შერევა ხდება სხვა ატომთან კოვალენტური ქიმიური ბმის შესაქმნელად. ამ შერევის პროცესი არის "ორბიტალური ჰიბრიდიზაცია", რაც იწვევს ჰიბრიდულ ორბიტალებს. ამ ორბიტალებს ვასახელებთ ატომური ორბიტალების მიხედვით, რომლებიც განიცდიან ჰიბრიდიზაციას.
სურათი 01: sp3 ჰიბრიდიზაცია
შესაბამისად, ჰიბრიდული ორბიტალების სამი ძირითადი ფორმაა:
- sp ჰიბრიდული ორბიტალი - ეს წარმოიქმნება s და p ატომური ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის შედეგად. ამიტომ მიღებულ ჰიბრიდულ ორბიტალს აქვს 50% s მახასიათებლები და 50% p ორბიტალის მახასიათებლები. ამ ჰიბრიდულ ორბიტალს აქვს წრფივი სივრცითი განლაგება.
- sp2 ჰიბრიდული ორბიტალი - ეს წარმოიქმნება ერთი s და ორი p ორბიტალის ჰიბრიდიზაციის გამო. ამიტომ მიღებულ ჰიბრიდულ ორბიტალს აქვს s ორბიტალური მახასიათებლების 33% და p ორბიტალური მახასიათებლის 66%. სივრცითი განლაგება არის ტრიგონალური სიბრტყე.
- sp3 ჰიბრიდული ორბიტალი - ეს წარმოიქმნება ერთი s და სამი p ორბიტალის ჰიბრიდიზაციის გამო. აქედან გამომდინარე, მიღებულ ჰიბრიდულ ორბიტალს აქვს 25% s მახასიათებლები და 75% p მახასიათებლები. ამ ჰიბრიდული ორბიტალების სივრცითი განლაგება არის ტეტრაედრული.
რა განსხვავებაა სუფთა და ჰიბრიდულ ორბიტალებს შორის?
სუფთა ორბიტალები არის ატომური ორბიტალები, რომლებიც შეიცავს ატომის ელექტრონებს, ხოლო ჰიბრიდული ორბიტალები არის მოლეკულური ორბიტალები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომური ორბიტალების შერევით. ეს არის მთავარი განსხვავება სუფთა და ჰიბრიდულ ორბიტალებს შორის. გარდა ამისა, ჰიბრიდული ორბიტალები იქმნება ორბიტალური ჰიბრიდიზაციის გზით, მაგრამ სუფთა ორბიტალები არ არის ჰიბრიდირებული. უფრო მეტიც, ჰიბრიდული ორბიტალების ფორმირება მნიშვნელოვანია რთული ქიმიური ნაერთების ფორმირებაში კოვალენტური ქიმიური ბმების ფორმირებით.ორბიტალების ნომენკლატურის განხილვისას ჩვენ ვასახელებთ სუფთა ორბიტალებს, როგორც s, p, d და f ორბიტალებს, ხოლო ჰიბრიდულ ორბიტალებს ვასახელებთ sp, sp2, sp3.და ა.შ.
ქვემოთ მოცემული ინფოგრაფიკა ასახავს განსხვავებას სუფთა და ჰიბრიდულ ორბიტალებს შორის სწრაფი მითითებისთვის.
რეზიუმე – სუფთა vs ჰიბრიდული ორბიტალები
ატომური ორბიტალი არის ის რეგიონები, სადაც ელექტრონები არსებობს ატომებში. ამ სტატიაში ჩვენ აღვწერეთ ორბიტალების ორი ტიპი, როგორც სუფთა და ჰიბრიდული ორბიტალები. სუფთა და ჰიბრიდულ ორბიტალებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ სუფთა ორბიტალები არის ორიგინალური ატომური ორბიტალები, ხოლო ჰიბრიდული ორბიტალები წარმოიქმნება ორი ან მეტი ატომური ორბიტალის შერევით.
