Galvenā atšķirība starp tīrajām un hibrīdajām orbitālēm ir tā, ka tīrās orbitāles ir sākotnējās atomu orbitāles, turpretim hibrīdās orbitāles veidojas, sajaucoties divām vai vairākām atomu orbitālēm.
Vienkāršu molekulu ķīmisko saišu veidošanā mēs varam vienkārši apsvērt atomu orbitāļu pārklāšanos. Bet, ja mēs vēlamies apspriest ķīmisko saiti sarežģītās molekulās, mums ir jāzina, kas ir orbitālā hibridizācija. Orbitālā hibridizācija ir ķīmiskais jēdziens, kas apraksta atomu orbitāļu sajaukšanos, veidojot jaunas hibrīda orbitāles. Šīs orbitāles ir saistītas ar kovalento ķīmisko saišu veidošanos.
Kas ir tīrās orbitāles?
Tīras orbitāles ir atomu orbitāles, kas satur atoma elektronus. Šīs orbitāles nav jauktas orbitāles, piemēram, hibrīda orbitāles. Orbitāle norāda visticamāko elektronu atrašanās vietu atomā, jo elektroni atrodas nepārtrauktā kustībā ap atoma kodolu. Tas nodrošina nevis noteiktu atrašanās vietu, bet gan reģionu, kurā elektrons var atrasties noteiktā laikā.
Tīras atomu orbitāles pastāv vairākās formās, piemēram, sfēriskā formā, hanteles formā. Saskaņā ar kvantu mehāniku, ir kvantu skaitļu kopa, ko mēs izmantojam, lai nosauktu orbitāli. Šajā skaitļu kopā ietilpst n (galvenais kvantu skaitlis), l (leņķiskā impulsa kvantu skaitlis), m (magnētiskais kvantu skaitlis) un s (griešanās kvantu skaitlis). Katra orbitāle aizņem ne vairāk kā divus elektronus. Saskaņā ar leņķiskā impulsa kvantu skaitli ir četras plaši pazīstamas atomu orbitāles kā s orbitāle (sfēriska forma), p orbitāle (hanteles forma), d orbitāle (divas hanteles vienā plaknē) un f orbitāle (sarežģīta struktūra).
Kas ir hibrīdās orbitāles?
Hibrīdas orbitāles ir molekulārās orbitāles, kas veidojas, sajaucoties atomu orbitālēm. Tās ir hipotētiskas orbitāles. Sajaukšanās notiek starp viena un tā paša atoma atomu orbitālēm. šī sajaukšanās notiek, lai izveidotu kovalentu ķīmisko saiti ar citu atomu. Šīs sajaukšanas process ir “orbitāla hibridizācija”, kuras rezultātā veidojas hibrīda orbitāles. Mēs nosaucam šīs orbitāles atbilstoši atomu orbitālēm, kurās notiek hibridizācija.
Attēls 01: sp3 hibridizācija
Attiecīgi trīs galvenās hibrīda orbitāļu formas ir:
- sp hibrīda orbitāle – tā veidojas s un p atomu orbitāļu hibridizācijas dēļ. Tāpēc iegūtajai hibrīdai orbitālei ir 50% s raksturlielumi un 50% p orbitāles raksturlielumi. Šai hibrīdai orbitālei ir lineārs telpiskais izkārtojums.
- sp2 hibrīda orbitāle – tā veidojas vienas s un divu p orbitāļu hibridizācijas rezultātā. Tāpēc iegūtajai hibrīdai orbitālei ir 33% s orbitālo raksturlielumu un 66% p orbitālo raksturlielumu. Telpiskais izvietojums ir plakans trigonāli.
- sp3 hibrīda orbitāle – tā veidojas vienas s un trīs p orbitāļu hibridizācijas rezultātā. Tādējādi iegūtajai hibrīdai orbitālei ir 25% s raksturlielumi un 75% p raksturlielumi. Šo hibrīdu orbitāļu telpiskais izvietojums ir tetraedrisks.
Kāda ir atšķirība starp tīrajām un hibrīdajām orbitālēm?
Tīras orbitāles ir atomu orbitāles, kas satur atoma elektronus, turpretim hibrīda orbitāles ir molekulārās orbitāles, kas veidojas, sajaucoties atomu orbitālēm. Šī ir galvenā atšķirība starp tīrajām un hibrīdajām orbitālēm. Turklāt hibrīdās orbitāles veidojas, izmantojot orbitālu hibridizāciju, bet tīras orbitāles netiek hibridizētas. Turklāt hibrīdu orbitāļu veidošanās ir svarīga sarežģītu ķīmisko savienojumu veidošanā, veidojot kovalentās ķīmiskās saites. Apsverot orbitāļu nomenklatūru, mēs nosaucam tīrās orbitāles kā s, p, d un f orbitāles, savukārt hibrīdās orbitāles nosaucam kā sp, sp2, sp3utt.
Tālāk esošajā infografikā parādītas atšķirības starp tīrajām un hibrīdajām orbitālēm ātrai uzziņai.
Kopsavilkums - tīrās un hibrīdās orbitāles
Atomu orbitāles ir apgabali, kur atomos atrodas elektroni. Šajā rakstā mēs aprakstījām divu veidu orbitāles kā tīras un hibrīdas orbitāles. Galvenā atšķirība starp tīrajām un hibrīdajām orbitālēm ir tā, ka tīrās orbitāles ir sākotnējās atomu orbitāles, turpretim hibrīda orbitāles veidojas, sajaucoties divām vai vairākām atomu orbitālēm.
