Tärkein ero - Atomic Orbital vs Molecular Orbital

Orbitaali määritellään alueeksi, jossa elektronin löytämisen todennäköisyys on suuri. Atomeilla on omat elektronit, jotka pyörivät ytimen ympärillä. Kun nämä orbitaalit ovat päällekkäin muodostaen molekyylejä sidoksen kautta, niitä kutsutaan molekyylibataaleiksi. Valenssisidoksen teoria ja molekyylin kiertoradateoria selittävät atomien ja molekyylien kiertoradan ominaisuudet. Orbitaalit voivat sisältää enintään kaksi elektronia. Suurin ero atomien ja molekyylien kiertoradan välillä on se Atomiradan elektronit vaikuttavat yhteen positiiviseen ytimeen, sillä aikaa kaksi tai useampia ytimiä vaikuttavat molekyylin kiertoradan elektroneihin riippuen atomien määrästä molekyylissä.

Tämä artikkeli selittää,

1. Mikä on Atomic Orbital - Määritelmä, ominaisuudet, ominaisuudet 2. Mikä on molekyylin orbitaali - Määritelmä, ominaisuudet, ominaisuudet 3. Mitä eroa on atomiradalla ja molekyylikierroksella?

Mikä on atomikierto

Atomikierto on alue, jolla on suurin todennäköisyys löytää elektroni. Kvanttimekaniikka selittää atomin elektronin sijainnin todennäköisyyden. Se ei selitä elektronin tarkkaa energiaa tiettynä ajankohtana. Se selitetään Heisenbergin epävarmuusperiaatteessa. Atomin elektronitiheys löytyy Schrodingerin yhtälön ratkaisuista. Atomiradalla voi olla enintään kaksi elektronia. Atomiradat on merkitty s, p, d ja f alatasoiksi. Näillä orbitaaleilla on erilainen muoto. S -kiertorata on pallomainen ja siinä on enintään kaksi elektronia. Siinä on yksi alienergiataso. P -orbitaali on käsipainon muotoinen ja mahtuu kuuteen elektroniin. Siinä on kolme alienergiatasoa. D- ja f -kiertoradat ovat monimutkaisempia. D-tasolla on viisi alienergiaryhmää ja siihen mahtuu jopa 10 elektronia, kun taas f-tasolle on seitsemän alienergiatasoa ja se voi sisältää enintään kymmenen ja viisitoista elektronia. Orbitaalien energiat ovat järjestyksessä s <><><>

Kuva 1: Atomiradan tyypit

Mikä on molekyylin orbitaali

Molekyylibataalien ominaisuudet selitetään molekyylin kiertoradalla. Ensimmäisen ehdotuksen tekivät F.Hund ja R.S. Mulliken vuonna 1932. Molekyylin kiertoradateorian mukaan, kun atomit on fuusioitunut muodostamaan molekyyli, päällekkäiset atomiradat menettävät muodonsa ytimien vaikutuksesta. Molekyyleissä esiintyviä uusia orbitaaleja kutsutaan nyt molekyylin orbitaaleiksi. Molekyylin orbitaalit muodostuvat yhdistämällä lähes samat energiaatomiradat. Toisin kuin atomi -orbitaalit, molekyylibataalit eivät kuulu yhteen molekyylin atomiin, vaan kuuluvat kaikkien molekyylin muodostavien atomien ytimiin. Siten eri atomien ytimet käyttäytyvät monikeskeisenä ytimenä. Molekyylin kiertoradan lopullinen muoto riippuu molekyylin muodostavien atomikierrosten muodoista. Aufbaun säännön mukaan molekyylin orbitaalit täytetään matalan energian kiertoradalta korkean energian kiertoradalle. Atoma -orbitaalin tavoin molekyylibataaliin mahtuu enintään kaksi elektronia. Paulin periaatteen mukaan näillä kahdella elektronilla on kuitenkin oltava vastakkainen spin. Elektronin käyttäytymistä molekyyliradalla voidaan kuvata käyttämällä Schrodingerin yhtälöä. Kuitenkin molekyylien monimutkaisuuden vuoksi Schrodingerin yhtälön soveltaminen on melko vaikeaa. Siksi tutkijat ovat kehittäneet menetelmän, jolla arvioidaan likimääräisesti elektronien käyttäytyminen molekyylissä. Menetelmää kutsutaan lineaariseksi yhdistelmäksi atomiradalla (LCAO).

Kuva 2: Molekyyliradan muodostuminen

Ero atomien kiertoradan ja molekyylin kiertoradan välillä

Määritelmä

Atomikierto: Atomirata on alue, jolla on suurin todennäköisyys löytää elektroni atomista.

Molekyylikierto: Molekyylikierto on alue, jolla on suurin todennäköisyys löytää molekyylin elektroni.

Muodostus

Atomikierto: Atomi -orbitaalit muodostuvat atomin ympärillä olevasta elektronipilvestä.

Molekyylikierto: Molekyylibataalit muodostuvat yhdistämällä atomit, joilla on lähes sama energia.

Muoto

Atomikierto: Atoma -orbitaalien muoto määräytyy atomikiertoradan tyypin (s, p, d tai f) mukaan.

Molekyylikierto: Molekyylin kiertoradan muoto määräytyy molekyylin muodostavien atomikierrosten muodoista.

Elektronitiheyden kuvaaminen

Atomikierto: Käytetään Schrodingerin yhtälöä.

Molekyylikierto: Atoma -orbitaalien lineaarista yhdistelmää (LCAO) käytetään.

Ydin

Atomikierto: Atomirata on yksikeskeinen, koska se löytyy yhden ytimen ympäriltä.

Molekyylikierto: Molekyylikierto on monikeskinen, koska se löytyy eri ytimien ympäriltä.

Ytimen vaikutus

Atomikierto: Yksi ydin vaikuttaa elektronipilveen atomiradalla

Molekyylikierto: Kaksi muuta ydintä vaikuttavat elektronipilveen molekyylin orbitaaleilla.

Yhteenveto

Sekä atomi- että molekyyli -orbitaalit ovat alueita, joilla on suurin elektronitiheys atomissa ja vastaavasti molekyyleissä. Atomi -orbitaalien ominaisuudet määräytyvät atomien yksittäisen ytimen avulla, kun taas molekyyli -orbitaalien ominaisuudet määritetään molekyylin muodostavien atomi -orbitaalien yhdistelmällä. Tämä on tärkein ero atomiradan ja molekyylin kiertoradan välillä.

Viitteet: 1.Verma, N.K., Khanna, S.K., & Kapila, B. (2010). Kattava kemia XI. Laxmi -julkaisut. 2, Ucko, D. A. (2013). Kemian perusteet. Elsevier 3. Mackin, M. (2012). St udy -opas kemian perusasioihin. Elsevier.

Kuva: 1. Pajs - "H -atomikierto" - Oma työ (Public Domain) Commons Wikimedian kautta 2. "Molekulaariset orbitaalit neliömetriä" Sponk (keskustelu) - Oma työ (Public Domain) Commons Wikimedian kautta