Sự khác biệt giữa các quỹ đạo lai và thoái hóa

Các sự khác biệt chính giữa quỹ đạo lai và suy biến là quỹ đạo lai là các quỹ đạo mới hình thành từ sự pha trộn của hai hoặc nhiều quỹ đạo, trong khi các quỹ đạo suy biến ban đầu tồn tại trong một nguyên tử.

Như tên của nó, một quỹ đạo lai là sự lai giữa hai hoặc nhiều quỹ đạo. Mặc dù tên quỹ đạo thoái hóa có vẻ giống nhau, nhưng chúng không phải là quỹ đạo mới được hình thành - chúng đã tồn tại trong một nguyên tử. Hơn nữa, tất cả các quỹ đạo lai trong một phân tử có cùng năng lượng trong khi các quỹ đạo suy biến trong nguyên tử có cùng năng lượng.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Quỹ đạo lai là gì
3. Quỹ đạo thoái hóa là gì
4. So sánh cạnh nhau - Các quỹ đạo lai và thoái hóa ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Quỹ đạo lai là gì?

Các quỹ đạo lai là các quỹ đạo được hình thành bởi sự kết hợp của hai hoặc nhiều quỹ đạo nguyên tử. Chúng tôi gọi đây là quá trình kết hợp lai. Trước khi hình thành các quỹ đạo này, các quỹ đạo nguyên tử có thể có năng lượng khác nhau, nhưng sau khi hình thành, tất cả các quỹ đạo đều có cùng năng lượng. Ví dụ, một quỹ đạo nguyên tử s và quỹ đạo nguyên tử p có thể kết hợp để tạo thành hai quỹ đạo sp. Các quỹ đạo nguyên tử s và p có năng lượng khác nhau (năng lượng của s < energy of p). But, hybridization results in the formation of two sp orbitals having the same energy; this energy lies between the energies of individual s and p atomic orbital energies. Moreover, this sp hybrid orbital has 50% s orbital characteristics and 50% p orbital characteristics.

Hình 01: Phép lai Sp

Ý tưởng lai tạo lần đầu tiên được đưa ra thảo luận vì các nhà khoa học quan sát rằng lý thuyết liên kết hóa trị không dự đoán chính xác cấu trúc của một số phân tử như CH₄. Mặc dù nguyên tử carbon chỉ có hai electron chưa ghép cặp theo cấu hình electron của nó, nó có thể tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị. Để tạo thành bốn liên kết, phải có bốn electron chưa ghép cặp. Cách duy nhất để giải thích hiện tượng này là nghĩ rằng các quỹ đạo s và p của nguyên tử carbon hợp nhất với nhau để tạo thành các quỹ đạo mới gọi là quỹ đạo lai, có cùng năng lượng. Ở đây, một s + ba p cho 4 sp³ quỹ đạo. Do đó, các electron lấp đầy các quỹ đạo lai này một cách đồng đều (một electron trên mỗi quỹ đạo lai), tuân theo quy tắc của Hund. Sau đó, có bốn electron để hình thành bốn liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử hydro.

Quỹ đạo thoái hóa là gì?

Các quỹ đạo khử nhiễu là các quỹ đạo nguyên tử có cùng năng lượng. Ví dụ, trong p orbital subshell, có ba quỹ đạo nguyên tử khác nhau theo sự sắp xếp không gian. Mặc dù năng lượng của ba quỹ đạo p này là như nhau, nhưng chúng được sắp xếp khác nhau; do đó, chúng tôi gọi chúng là quỹ đạo suy biến.

Hình 02: Sắp xếp không gian của ba quỹ đạo

Tuy nhiên, với sự có mặt của từ trường bên ngoài, chúng ta có thể loại bỏ sự thoái hóa. Đó là bởi vì các quỹ đạo suy biến có xu hướng nhận được các năng lượng khác nhau khi có từ trường bên ngoài này, và chúng không còn là các quỹ đạo suy biến. Hơn nữa, năm quỹ đạo d trong vỏ con d cũng là quỹ đạo suy biến vì chúng có cùng năng lượng.

Sự khác biệt giữa các quỹ đạo lai và thoái hóa là gì?

Sự khác biệt chính giữa các quỹ đạo lai và suy biến là các quỹ đạo lai là các quỹ đạo mới được hình thành bằng cách trộn hai hoặc nhiều quỹ đạo, trong khi các quỹ đạo suy biến là các quỹ đạo ban đầu tồn tại trong một nguyên tử. Hơn nữa, quỹ đạo lai là quỹ đạo phân tử, trong khi quỹ đạo suy biến là quỹ đạo nguyên tử. Hơn nữa, các quỹ đạo lai là các quỹ đạo phân tử có cùng năng lượng trong khi các quỹ đạo suy biến là các quỹ đạo nguyên tử có cùng năng lượng. Ví dụ: sp, sp² và sp³ quỹ đạo là quỹ đạo lai trong khi ba quỹ đạo p trong p con.

Tóm tắt - Quỹ đạo lai và thoái hóa

Các quỹ đạo lai là các quỹ đạo phân tử trong khi các quỹ đạo suy biến là các quỹ đạo nguyên tử. Sự khác biệt chính giữa các quỹ đạo lai và suy biến là các quỹ đạo lai hình thành bằng cách trộn hai hoặc nhiều quỹ đạo, trong khi các quỹ đạo suy biến ban đầu tồn tại trong một nguyên tử.

Tài liệu tham khảo:

1. Helmenstine, Anne Marie. Định nghĩa Hybrid Hybrid quỹ đạo. Th thinkCo, ngày 22 tháng 6 năm 2018, Có sẵn tại đây.

Hình ảnh lịch sự:

1. Lai Sp lai sắp xếp theo By5psu - Công việc riêng (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia
2. quỹ đạo của Px py pz Tổ chức của tổ chức CK-12 - Tập tin: High School Chemistry.pdf, trang 268 (CC BY-SA 3.0) qua Commons Wikimedia