Sự khác biệt giữa lai và chồng chéo

Các sự khác biệt chính giữa lai và chồng chéo là lai tạo đề cập đến sự hình thành các quỹ đạo lai mới thông qua sự chồng chéo của các quỹ đạo nguyên tử, trong khi chồng chéo đề cập đến việc trộn các quỹ đạo nguyên tử.

Các quỹ đạo là các cấu trúc giả thuyết có thể chứa đầy các điện tử. Theo những khám phá khác nhau, các nhà khoa học đã đề xuất các hình dạng khác nhau cho các quỹ đạo này. Có ba loại quỹ đạo chính: quỹ đạo nguyên tử, quỹ đạo phân tử và quỹ đạo lai. Quỹ đạo lai hình thành thông qua quá trình lai. Lai và chồng chéo là hai khái niệm hóa học liên quan. Sự chồng chéo của các quỹ đạo nguyên tử xảy ra trong quá trình lai.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Phép lai là gì 
3. Chồng chéo là gì
4. So sánh cạnh nhau - Lai ghép so với chồng chéo ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Lai tạo là gì?

Lai tạo là một quá trình hóa học trong đó các quỹ đạo lai hình thành từ sự trộn lẫn các quỹ đạo nguyên tử. Lý thuyết lai tạo là một kỹ thuật chúng tôi sử dụng để mô tả cấu trúc quỹ đạo của một phân tử. Về cơ bản, lai tạo là sự hình thành các quỹ đạo lai bằng cách trộn hai hoặc nhiều quỹ đạo nguyên tử. Sự định hướng của các quỹ đạo này quyết định hình dạng của phân tử. Nó là một sự mở rộng của lý thuyết trái phiếu hóa trị.

Trước khi hình thành quỹ đạo nguyên tử, chúng 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, after hybridization, it forms two sp orbitals which have the same energy, and 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: Sự hình thành các quỹ đạo lai

Ý tưởng lai tạo lần đầu tiên được đưa ra thảo luận vì 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 trong CH₄ 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 s và p quỹ đạo 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. Do đó, có bốn electron để hình thành bốn liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử hydro.

Chồng chéo là gì?

Sự chồng chéo là quá trình hóa học trong đó các quỹ đạo nguyên tử chồng chéo lên nhau. Nói cách khác, đó là sự tập trung của các quỹ đạo trong không gian giữa các nguyên tử khác nhau, dẫn đến sự hình thành các liên kết hóa học. Linus Pauling lần đầu tiên phát triển lý thuyết về sự chồng chéo quỹ đạo này. Ông giải thích các góc liên kết phân tử trong các phân tử khác nhau và khái niệm này là cơ sở cho lý thuyết lai tạo.

Sự khác biệt giữa lai và chồng chéo là gì?

Lai và chồng chéo là hai khái niệm hóa học liên quan. Sự khác biệt chính giữa lai và chồng chéo là lai tạo là sự hình thành các quỹ đạo lai mới thông qua sự chồng chéo của các quỹ đạo nguyên tử, trong khi chồng chéo là sự trộn lẫn giữa các quỹ đạo nguyên tử. Hơn nữa, trong quá trình lai hóa, các quỹ đạo của cùng một nguyên tử trùng nhau tạo thành quỹ đạo lai trong khi trong quá trình chồng chéo, các quỹ đạo của cùng một nguyên tử chồng lên nhau tạo thành quỹ đạo lai và quỹ đạo của các nguyên tử khác nhau trùng nhau tạo thành liên kết hóa học.

Infographic dưới đây trình bày nhiều sự thật hơn về sự khác biệt giữa lai và chồng chéo.

Tóm tắt - Lai và chồng chéo

Lai và chồng chéo là hai khái niệm hóa học liên quan. Tóm lại, sự khác biệt chính giữa lai và chồng chéo là lai tạo liên quan đến sự hình thành các quỹ đạo lai mới thông qua sự chồng chéo của các quỹ đạo nguyên tử, trong khi chồng chéo có nghĩa là trộn lẫn các quỹ đạo 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