ატომური ორბიტალი vs ჰიბრიდული ორბიტალი
მოლეკულებში კავშირი ახლებურად იქნა გაგებული შროდინგერის, ჰაიზენბერგის და პოლ დიარკის მიერ წარმოდგენილი ახალი თეორიებით. კვანტური მექანიკა თავისი აღმოჩენებით გამოჩნდა. მათ აღმოაჩინეს, რომ ელექტრონს აქვს როგორც ნაწილაკების, ასევე ტალღის თვისებები. ამით შროდინგერმა შეიმუშავა განტოლებები ელექტრონის ტალღური ბუნების საპოვნელად და გამოიგონა ტალღის განტოლება და ტალღური ფუნქცია. ტალღური ფუნქცია (Ψ) შეესაბამება ელექტრონის სხვადასხვა მდგომარეობას.
ატომური ორბიტალი
Max Born მიუთითებს ტალღის ფუნქციის კვადრატის ფიზიკურ მნიშვნელობაზე (Ψ2) მას შემდეგ, რაც შროდინგერმა წამოაყენა თავისი თეორია.ბორნის მიხედვით, Ψ2 გამოხატავს ელექტრონის პოვნის ალბათობას კონკრეტულ ადგილას. ასე რომ, თუ Ψ2 უფრო დიდი მნიშვნელობაა, მაშინ ამ სივრცეში ელექტრონის პოვნის ალბათობა უფრო მაღალია. ამიტომ სივრცეში ელექტრონის ალბათობის სიმკვრივე დიდია. პირიქით, თუ Ψ2 დაბალია, მაშინ ელექტრონის ალბათობის სიმკვრივე იქ დაბალია. Ψ2 x, y და z ღერძებში ნახაზები გვიჩვენებს ამ ალბათობებს და ისინი იღებენ s, p, d და f ორბიტალების ფორმას. ეს ცნობილია როგორც ატომური ორბიტალები. ატომური ორბიტალი შეიძლება განისაზღვროს, როგორც სივრცის რეგიონი, სადაც ატომში ელექტრონის პოვნის ალბათობა დიდია. ატომური ორბიტალებისთვის დამახასიათებელია კვანტური რიცხვები და თითოეულ ატომურ ორბიტალს შეუძლია მოთავსდეს ორი ელექტრონი საპირისპირო სპინებით. მაგალითად, როდესაც ვწერთ ელექტრონის კონფიგურაციას, ვწერთ როგორც 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n მთელი მნიშვნელობები არის კვანტური რიცხვები. ორბიტალის სახელის შემდეგ ზემოწერის რიცხვი აჩვენებს ამ ორბიტალში ელექტრონების რაოდენობას.s ორბიტალები სფეროს ფორმისაა და პატარაა. P ორბიტალები ჰანტელის ფორმისაა ორი წილით. ამბობენ, რომ ერთი წილი დადებითია, მეორე კი უარყოფითი. ადგილი, სადაც ორი წილი ერთმანეთს ეხება, ცნობილია როგორც კვანძი. არსებობს 3 p ორბიტალი x, y და z. ისინი განლაგებულია სივრცეში ისე, რომ მათი ღერძი ერთმანეთის პერპენდიკულარული იყოს. არსებობს ხუთი d ორბიტალი და 7 f ორბიტალი სხვადასხვა ფორმის. ასე რომ, ერთობლივად, ქვემოთ მოცემულია ელექტრონების მთლიანი რაოდენობა, რომლებიც შეიძლება იცხოვრონ ორბიტალში.
s ორბიტალი-2 ელექტრონი
P ორბიტალი - 6 ელექტრონი
d ორბიტალი - 10 ელექტრონი
f ორბიტალი - 14 ელექტრონი
ჰიბრიდული ორბიტალი
ჰიბრიდიზაცია არის ორი არაეკვივალენტური ატომური ორბიტალის შერევა. ჰიბრიდიზაციის შედეგია ჰიბრიდული ორბიტალი. არსებობს მრავალი სახის ჰიბრიდული ორბიტალები, რომლებიც წარმოიქმნება s, p და d ორბიტალების შერევით. ყველაზე გავრცელებული ჰიბრიდული ორბიტალებია sp3, sp2 და sp.მაგალითად, CH4, C-ს აქვს 6 ელექტრონი ელექტრონების კონფიგურაციით 1s2 2s2 2p 2 ძირითადი მდგომარეობაში. როდესაც აღგზნებულია, ერთი ელექტრონი 2s დონეზე გადადის 2p დონეზე და იძლევა სამ 3 ელექტრონს. შემდეგ 2s ელექტრონი და სამი 2p ელექტრონი ერთმანეთში აირია და ქმნიან ოთხ ეკვივალენტურ sp3 ჰიბრიდულ ორბიტალს. ანალოგიურად sp2 ჰიბრიდიზაციისას წარმოიქმნება სამი ჰიბრიდული ორბიტალი და sp ჰიბრიდიზაციისას ორი ჰიბრიდული ორბიტალი. წარმოებული ჰიბრიდული ორბიტალების რაოდენობა უდრის ჰიბრიდირებული ორბიტალების ჯამს.
რა განსხვავებაა ატომურ ორბიტალებსა და ჰიბრიდულ ორბიტალებს შორის?
• ჰიბრიდული ორბიტალები მზადდება ატომური ორბიტალებისგან.
• ატომური ორბიტალების სხვადასხვა ტიპი და რაოდენობა მონაწილეობს ჰიბრიდულ ორბიტალებში.
• სხვადასხვა ატომურ ორბიტალებს განსხვავებული ფორმა და ელექტრონების რაოდენობა აქვთ. მაგრამ ყველა ჰიბრიდული ორბიტალი ეკვივალენტურია და აქვს ერთი და იგივე ელექტრონული რიცხვი.
• ჰიბრიდული ორბიტალები ჩვეულებრივ მონაწილეობენ კოვალენტური სიგმა ბმის ფორმირებაში, ხოლო ატომური ორბიტალები მონაწილეობენ როგორც სიგმას, ასევე პი ბმის წარმოქმნაში.
