Skillnad mellan Valence Bond Theory och Molecular Orbital Theory

Huvudskillnad - Valensbindningsteori vs Molekylär Orbitalteori

En atom består av orbitaler där elektroner bor. Dessa atomorbitaler kan hittas i olika former och i olika energinivåer. När en atom är i en molekyl i kombination med andra atomer, är dessa orbitaler anordnade på ett annat sätt. Arrangemanget av dessa orbitaler kommer att bestämma den kemiska bindningen och formen eller geometrin hos molekylen. För att förklara arrangemanget av dessa orbitaler kan vi använda antingen valensbindningsteori eller molekylär orbitalteori. Huvudskillnaden mellan valensbindningsteori och molekylär orbitalteori är det valensbindningsteori förklarar hybridiseringen av orbitaler medan molekylär orbitalteori inte ger detaljer om hybridiseringen av orbitaler.

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är Valence Bond Theory
      - Definition, teori, exempel
2. Vad är Molecular Orbital Theory
      - Definition, teori, exempel
3. Vad är skillnaden mellan Valence Bond Theory och Molecular Orbital Theory
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Antibonding Molecular Orbitals, Bonding Molecular Orbitals, Hybridization, Hybrid Orbitals, Molecular Orbital Theory, Pi Bond, Sigma Bond, sp Orbital, sp² Orbital, sp³ Orbital, sp³d¹ orbital, Valence Bond Theory

Vad är Valence Bond Theory

Valensbindningsteori är en grundläggande teori som används för att förklara kemisk bindning av atomer i en molekyl. Valensbindningsteorin förklarar parning av elektroner genom överlappning av orbitaler. Atomena orbitaler finns huvudsakligen som s orbitaler, p orbitaler och d orbitaler. Enligt valensbindningsteorin kommer överlappning av två s-orbitaler eller huvud till överlappning av p-orbitar att bilda en sigma-bindning. Överlappning av två parallella p-orbitar kommer att bilda en pi-bindning. Därför innehåller ett enkelbindning endast en sigma-bindning medan en dubbelbindning innehåller ett sigma-bindning och en pi-bindning. En trippelbindning kan innehålla ett sigmabindning tillsammans med två pi-bindningar.

Enkla molekyler som H₂ bildar sigma-bindning bara genom överlappning av orbitalerna eftersom väte (H) atomer endast är sammansatta av s-orbitaler. Men för atomer som består av s och p-orbitaler med oparmade elektroner, har valensbindningsteori ett begrepp som kallas "hybridisering".

Hybridiseringen av orbitaler resulterar i hybrid orbitaler. Dessa hybridorbitaler är anordnade på ett sådant sätt att avstängningen mellan dessa orbitaler minimeras. Följande är några hybrid orbitaler.

Sp Orbital

Denna hybridomgång bildas när en s-orbital hybridiseras med en p-orbital. Därför har sp orbital 50% av s orbitala egenskaper och 50% av p orbitala egenskaper. En atom bestående av sp-hybrid-orbitaler har två o-hybridiserade p-orbitaler. Därför kan de två p-orbitalerna överlappas på ett parallellt sätt som bildar två pi-bindningar. Det slutliga arrangemanget för de hybridiserade orbitalerna är linjärt.

sp² orbital

Denna hybridomgång bildas från hybridiseringen av en s-orbital med två p-orbital. Därför är denna sp² hybrid orbital omfattar ca 33% av s orbitala egenskaper och ca 67% av p-orbitalegenskaper. Atomer som genomgår denna typ av hybridisering är sammansatta av en icke-hybridiserad p-orbital. Det slutliga arrangemanget för hybrid-orbitalen är trigonal plan.

sp³ orbital

Denna hybridomgång bildas från hybridiseringen av en s-orbital med tre p-orbital. Därför är denna sp³ hybrid orbital omfattar ca 25% av s orbitala egenskaper och cirka 75% av p-orbitalegenskaper. Atomer som genomgår denna typ av hybridisering har ingen o-hybridiserad p-orbital. Det slutliga arrangemanget för hybrid-orbitalerna är tetraedral.

sp³d¹ orbital

Denna hybridisering involverar en s orbital, tre p orbitaler och en d orbitalt.

Dessa hybridorbitaler bestämmer den slutliga geometrin eller formen av molekylen.

Figur 1: Geometri av CH4 är tetraedral

Ovanstående bild visar geometrin hos CH₄ molekyl. Det är tetraedralt. Askfärgade orbitalerna är sp³ hybridiserade orbitaler av kolatom medan de blåfärgade orbitalerna är s orbitaler av väteatomer som har överlappats med hybridorbitaler av kolatombildande kovalenta bindningar.

Vad är Molecular Orbital Theory

Den molekylära orbitalteorin förklarar kemisk bindning av en molekyl med hypotetiska molekylära orbitaler. Det beskriver också hur en molekylär orbital bildas när atomorbitalerna överlappas (blandas). Enligt denna teori kan en molekylär orbit innehålla högst två elektroner. Dessa elektroner har motsatt snurrning för att minimera avstängningen mellan dem. Dessa elektroner kallas bondelektronpar. Såsom förklaras i denna teori kan molekylära orbitaler vara av två typer: bindande molekylära orbitaler och antibonterande molekylära orbitaler.

Bonding Molecular Orbitals

Förbindande molekylära orbitaler har lägre energi än atomära orbitaler (atomomgång som deltog i bildandet av denna molekylära orbitala). Därför är bindnings-orbitaler stabila. Förbindande molekylära orbitaler ges symbolen σ.

Antibonding Molecular Orbitals

Antibonding molekylära orbitaler har högre energi än atomorbitaler. Därför är dessa antibakteriella orbitaler instabila jämfört med bindning och atomorbitaler. De antibonterande molekylära orbitalerna ges symbolen a *.

De bindande molekylära orbitalerna orsakar bildandet av en kemisk bindning. Denna kemiska bindning kan vara antingen en sigma-bindning eller en pi-bindning. Antibonding-orbitaler är inte involverade i bildandet av en kemisk bindning. De bor utanför förbindelsen. Ett sigma-bindning bildas när en överlappning uppstår mellan huvud och huvud. En pi-bindning bildas inuti-till-sida överlappning av orbitaler.

Figur 2: Molekylärt orbitaldiagram för bindningen i syremolekylen

I ovanstående diagram visas de atomiska orbitalerna för de två syreatomerna i vänster och höger sida. I mitten, de molekylära orbitalerna av O₂ molekylen visas som bindande och antibonterande orbitaler.

Skillnad mellan Valence Bond Theory och Molecular Orbital Theory

Definition

Valence Bond Theory: Valensbindningsteori är en grundläggande teori som används för att förklara kemisk bindning av atomer i en molekyl.

Molekylär Orbitalteori: Molekylär orbitalteori förklarar kemisk bindning av en molekyl med hypotetiska molekylära orbitaler.

Molecular Orbitals

Valence Bond Theory: Valensbindningsteorin ger inte detaljer om molekylära orbitaler. Det förklarar bindningen av atoma orbitaler.

Molekylär Orbitalteori: Den molekylära orbitalteorin utvecklas baserat på molekylära orbitaler.

Typer av orbitaler

Valence Bond Theory: Valensbindningsteori beskriver hybridorbitaler.

Molekylär Orbitalteori: Den molekylära orbitalteorin beskriver bindningsmolekylära orbitaler och antibakteriella molekylära orbitaler.

hybridisering

Valence Bond Theory: Valensbindningsteorin förklarar hybridiseringen av molekylära orbitaler.

Molekylär Orbitalteori: Den molekylära orbitalteorin förklarar inte om hybridiseringen av orbitaler.

Slutsats

Bothe valensbindningsteori och molekylär orbitalteori används för att förklara den kemiska bindningen mellan atomer i molekyler. Valansbindningsteorin kan emellertid inte användas för att förklara bindningen i komplexa molekyler. Det är mycket lämpligt för diatomiska molekyler. Men molekylär orbitalteori kan användas för att förklara bindningen i vilken molekyl som helst. Därför har den många avancerade applikationer än valensbindningsteorin. Detta är skillnaden mellan valensbindningsteori och molekylär orbitalteori.

referenser:

1. "Pictorial Molecular Orbital Theory." Kemi LibreTexts. Libretexts, 21 juli 2016. Web. Tillgänglig här. 09 aug 2017. 
2. "Valence Bond Theory och Hybrid Atomic Orbitals." Valence Bond Theory och Hybrid Atom Orbitals. N.p., n.d. Webb. Tillgänglig här. 09 aug 2017. 

Image Courtesy:

1. "Ch4-hybridisering" Av K. Aainsqatsi på engelska Wikipedia (Originaltext: K. Aainsqatsi) - Egent arbete (Originaltext: Självtillverkad) (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Oxygenmolekyl orbitals diagram" Av Anthony.Sebastian - (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Commons