Різниця між молекулярно-орбітальною теорією та теорією валентних зв'язків

The ключова різниця між теорією молекулярної орбіти та теорією валентних зв'язків є те, що теорія молекулярної орбіти описує молекулярну орбітальну формацію, тоді як теорія валентних зв'язків описує атомні орбіталі.

Різні молекули мають різні хімічні та фізичні властивості, ніж окремі атоми, які приєдналися до утворення цих молекул. Щоб зрозуміти ці відмінності між атомними та молекулярними властивостями, необхідно зрозуміти утворення хімічного зв’язку між декількома атомами, щоб скласти молекулу. В даний час ми використовуємо дві квантові механічні теорії для опису ковалентного зв’язку та електронної структури молекул. Це теорія валентних зв'язків та теорія молекулярної орбіти.

ЗМІСТ

1. Огляд та ключові відмінності
2. Що таке молекулярна орбітальна теорія 
3. Що таке теорія валентних облігацій
4. Порівняльне порівняння - молекулярно-орбітальна теорія проти теорії валентності зв’язків у табличній формі
5. Підсумок

Що таке молекулярна орбітальна теорія?

У молекулах електрони мешкають на молекулярних орбіталях, але їх форми різні, і вони пов'язані з більш ніж одним атомним ядром. Теорія молекулярної орбіти - це опис молекул на основі молекулярних орбіталей.

Ми можемо отримати хвильову функцію, що описує молекулярну орбіталь лінійною комбінацією атомних орбіталей. Орбітальна зв'язка утворюється, коли дві атомні орбіталі взаємодіють в одній фазі (конструктивна взаємодія). Коли вони взаємодіють поза фазою (деструктивна взаємодія), орбіталі, що зв'язуються, Тому існують зв'язуючі та антизв'язуючі орбіталі для кожної суборбітальної взаємодії. Орбіталі зв’язку мають низьку енергію, і в них більше шансів перебувати електрони. Орбіталі, що відносяться до зв'язування, мають високу енергію, і коли всі зв'язуючі орбіталі заповнені, електрони йдуть і заповнюють антизв'язуючі орбіталі.

Що таке теорія валентних облігацій?

Теорія валентних зв'язків базується на підході локалізованого зв’язку, який передбачає, що електрони в молекулі займають атомні орбіталі окремих атомів. Наприклад, у формуванні Н₂ молекули, два атоми водню перекривають свої 1s орбіталі. Перекриваючи дві орбіталі, вони ділять спільну область у просторі. Спочатку, коли два атоми знаходяться далеко один від одного, між ними немає взаємодії. Тому потенційна енергія дорівнює нулю.

Коли атоми наближаються один до одного, кожен електрон притягується ядром в іншому атомі, і в той же час електрони відштовхують один одного, як і ядра. Поки атоми все ще відокремлюються, тяжіння більше, ніж відштовхування, тому потенційна енергія системи зменшується. Точка, в якій потенційна енергія досягає мінімального значення, система знаходиться в стабільності. Це відбувається, коли два атома водню збираються разом і утворюють молекулу.

Малюнок 01: Формування Pi-зв’язку

Однак ця концепція, що перетинається, може описувати лише прості молекули, як Н₂, Ж₂, HF тощо. Ця теорія не може пояснити молекули типу СН₄. Тим не менш, цю проблему можна вирішити, поєднавши цю теорію з гібридною орбітальною теорією. Гібридизація - це змішування двох нееквівалентних атомних орбіталей. Наприклад, у СН₄, C має чотири гібридизовані sp³ орбіталі, що перетинаються з орбіталями s кожної Н.

Яка різниця між молекулярно-орбітальною теорією та теорією валентних зв’язків?

В даний час ми використовуємо дві квантові механічні теорії для опису ковалентного зв’язку та електронної структури молекул. Це теорія валентних зв'язків та теорія молекулярної орбіти. Ключова відмінність теорії молекулярної орбіти від теорії валентних зв'язків полягає в тому, що теорія молекулярної орбіти описує молекулярну орбітальну формацію, тоді як теорія валентних зв'язків описує атомні орбіталі. Більше того, теорія валентних зв'язків може застосовуватися лише для діатомових молекул, а не для багатоатомних молекул. Однак ми можемо застосувати молекулярну орбітальну теорію для будь-якої молекули.

Підсумок - Молекулярна орбітальна теорія проти теорії валентних зв'язків

Теорія валентних зв'язків та теорія молекулярної орбіти - це дві квантові механічні теорії, які описують ковалентний зв’язок та електронну структуру молекул. Ключова відмінність теорії молекулярної орбіти від теорії валентних зв'язків полягає в тому, що теорія молекулярної орбіти описує молекулярну орбітальну формацію, тоді як теорія валентних зв'язків описує атомні орбіталі.

Довідка:

1. Гельменстін, Енн Марі. Визначення теорії валентності облігацій (VB). ThoughtCo, 4 серпня 2019 р., Доступний тут.

Надано зображення:

1. “Pi-Bond” від Pi-bond.jpg: JoJanderivative work: Vladsinger (розмова) - Pi-bond.jpg (CC BY-SA 3.0) через Commons Wikimedia