Molekulyar orbital nazariyasi va gibridlanish nazariyasi oʻrtasidagi asosiy farq shundaki, molekulyar orbital nazariyasi bogʻlanish va bogʻlanishga qarshi orbitallarning hosil boʻlishini, gibridlanish nazariyasi esa gibrid orbitallarning hosil boʻlishini tavsiflaydi.
Molekulalarning elektron va orbital tuzilishini aniqlash uchun turli nazariyalar ishlab chiqilgan. VSEPR nazariyasi, Lyuis nazariyasi, valentlik bog'lanish nazariyasi, gibridlanish nazariyasi va molekulyar orbital nazariya ana shunday muhim nazariyalardir. Ular orasida eng maqbul nazariya molekulyar orbital nazariyadir.
Molekulyar orbital nazariya nima?
Molekulyar orbital nazariyasi - kvant mexanikasi yordamida molekulalarning elektron tuzilishini tasvirlash usuli. Bu molekulalardagi kimyoviy bog'lanishni tushuntirishning eng samarali usuli. Keling, bu nazariyani batafsil muhokama qilaylik.
Birinchidan, molekulyar orbitallar nima ekanligini bilishimiz kerak. Ikki atom yadrolari va ular orasidagi elektronlar o'rtasidagi aniq tortishish kuchi ikkita atom yadrosi orasidagi elektrostatik itarilishdan oshib ketganda, ikki atom o'rtasida kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi. Asosan, bu ikki atom orasidagi tortishish kuchlari bu ikki atom orasidagi itaruvchi kuchlardan yuqori bo'lishi kerakligini anglatadi. Bu erda elektronlar ushbu kimyoviy bog'lanishni hosil qilish uchun "bog'lanish hududi" deb nomlangan mintaqada mavjud bo'lishi kerak. Aks holda, elektronlar "bog'lanishga qarshi hududda" bo'ladi, bu atomlar orasidagi itaruvchi kuchga yordam beradi.
Ammo, agar talablar bajarilsa va ikki atom oʻrtasida kimyoviy bogʻ hosil boʻlsa, bogʻlanishda ishtirok etuvchi mos orbitallar molekulyar orbitallar deyiladi. Bu erda biz ikkita atomdan iborat ikkita orbitaldan boshlanib, ikkala atomga tegishli bo'lgan bitta orbital (molekulyar orbital) bilan yakunlanishi mumkin.
Kvant mexanikasiga ko'ra, atom orbitallari biz xohlagancha paydo bo'lishi yoki yo'qolishi mumkin emas. Orbitalar bir-biri bilan o'zaro ta'sirlashganda, ular o'z shakllarini mos ravishda o'zgartiradilar. Ammo kvant mexanikasiga ko'ra, ular shaklini o'zgartirishi mumkin, lekin bir xil miqdordagi orbitallarga ega bo'lishi kerak. Keyin etishmayotgan orbitalni topishimiz kerak. Bu erda ikkita atom orbitalining faza ichidagi birikmasi bog'lovchi orbitalni, fazadan tashqari birikma esa bog'lanishga qarshi orbitalni hosil qiladi.
01-rasm: Molekulyar orbital diagrammasi
Bog’lanish elektronlari bog’lanish orbitalini egallaydi, anti-bog’lanish orbitalidagi elektronlar esa bog’ hosil bo’lishida qatnashmaydi. Aksincha, bu elektronlar kimyoviy bog'lanishning shakllanishiga faol qarshilik ko'rsatadi. Bog'lanish orbitali bog'lanishga qarshi orbitalga qaraganda kamroq potentsial energiyaga ega. Agar sigma bog ni hisobga oladigan bo lsak, bog lanish orbitalining denotati s, bog lanishga qarshi orbital esa s dir. Biz bu nazariyadan murakkab molekulalarning tuzilishini tasvirlash uchun ba'zi molekulalar nima uchun mavjud emasligini (ya'ni He2) va molekulalarning bog'lanish tartibini tushuntirish uchun foydalanishimiz mumkin. Shunday qilib, bu tavsif molekulyar orbital nazariyaning asoslarini qisqacha tushuntiradi.
Gibridlanish nazariyasi nima?
Gibridlanish nazariyasi biz molekulaning orbital tuzilishini tasvirlash uchun foydalanadigan usuldir. Gibridlanish - bu ikki yoki undan ortiq atom orbitallarini aralashtirish orqali gibrid orbitallarning hosil bo'lishi. Bu orbitallarning orientatsiyasi molekulaning geometriyasini belgilaydi. Bu valentlik bogʻlanish nazariyasining kengayishi.
Atom orbitallari hosil boʻlgunga qadar ular har xil energiyaga ega boʻladi, lekin hosil boʻlgandan keyin barcha orbitallar bir xil energiyaga ega boʻladi. Masalan, s atom orbitali va p atom orbitali birlashib ikkita sp orbital hosil qilishi mumkin. s va p atom orbitallari har xil energiyaga ega (s < energiya p). Ammo gibridlanishdan keyin u bir xil energiyaga ega bo'lgan ikkita sp orbital hosil qiladi va bu energiya alohida s va p atom orbital energiyalari energiyalari orasida yotadi. Bundan tashqari, bu sp gibrid orbital 50% s orbital xarakteristikaga va 50% p orbital xususiyatlarga ega.
02-rasm: Uglerod atomining gibrid orbitallari va vodorod atomlarining orbitallari orasidagi bogʻlanish
Gibridlanish gʻoyasi birinchi boʻlib munozaraga kirdi, chunki olimlar valentlik bogʻlanish nazariyasi CH4 kabi baʼzi molekulalarning tuzilishini toʻgʻri bashorat qila olmasligini kuzatishdi. Bu erda, uglerod atomi elektron konfiguratsiyasiga ko'ra faqat ikkita juftlashtirilmagan elektronga ega bo'lsa-da, u to'rtta kovalent bog'lanish hosil qilishi mumkin. To‘rtta bog‘hosil qilish uchun to‘rtta juftlanmagan elektron bo‘lishi kerak.
Ular bu hodisani tushuntirishning yagona usuli uglerod atomining s va p orbitallari bir-biri bilan birlashib, bir xil energiyaga ega gibrid orbitallar deb ataladigan yangi orbitallarni hosil qiladi, deb oʻylash edi. Bu yerda bitta s + uch p 4 sp3 orbital beradi. Shuning uchun elektronlar Xund qoidasiga bo'ysunib, bu gibrid orbitallarni teng ravishda to'ldiradi (har bir gibrid orbitalga bitta elektron). Keyin to'rtta vodorod atomi bilan to'rtta kovalent aloqa hosil qilish uchun to'rtta elektron mavjud.
Molekulyar orbital nazariya va gibridlanish nazariyasi oʻrtasidagi farq nima?
Molekulyar orbital nazariya - bu kvant mexanikasi yordamida molekulalarning elektron tuzilishini tavsiflash usuli. Gibridlanish nazariyasi molekulaning orbital tuzilishini tasvirlash uchun foydalanadigan usuldir. Demak, molekulyar orbital nazariyasi va gibridlanish nazariyasi o‘rtasidagi asosiy farq shundaki, molekulyar orbital nazariyasi bog‘lanish va bog‘lanishga qarshi orbitallarning hosil bo‘lishini, gibridlanish nazariyasi esa gibrid orbitallarning hosil bo‘lishini tavsiflaydi.
Bundan tashqari, molekulyar orbital nazariyasiga ko'ra, ikki atomning atom orbitallarini aralashtirish natijasida yangi orbital shakllar paydo bo'ladi, gibridlanish nazariyasida esa bir atomning atom orbitallarini aralashtirish natijasida yangi orbital shakllar hosil bo'ladi. Shuning uchun bu molekulyar orbital nazariya va gibridlanish nazariyasi o'rtasidagi yana bir farq.
Xulosa – Molekulyar orbital nazariya va gibridlanish nazariyasi
Molekulyar orbital nazariya ham, gibridlanish nazariyasi ham molekula tuzilishini aniqlashda muhim ahamiyatga ega. Molekulyar orbital nazariyasi va gibridlanish nazariyasi o'rtasidagi asosiy farq shundaki, molekulyar orbital nazariyasi bog'lanish va bog'lanishga qarshi orbitallarning shakllanishini tavsiflaydi, gibridlanish nazariyasi esa gibrid orbitallarning shakllanishini tavsiflaydi.
