Forskjellen mellom Valence Bond Theory og Molecular Orbital Theory

Hovedforskjell - Valence Bond Theory vs Molecular Orbital Theory

Et atom består av orbitaler hvor elektroner bor. Disse atomorbitaler kan finnes i forskjellige former og i ulike energinivåer. Når et atom er i et molekyl i kombinasjon med andre atomer, er disse orbitaler arrangert på en annen måte. Arrangementet av disse orbitaler vil bestemme kjemisk binding og formen eller geometrien til molekylet. For å forklare arrangementet av disse orbitaler, kan vi bruke enten valensbindingsteori eller molekylorbitalteorien. Hovedforskjellen mellom valensbindingsteori og molekylære orbitalteori er det valensbindingsteori forklarer hybridiseringen av orbitaler mens molekylær orbitalt teori ikke gir detaljer om hybridisering av orbitaler.

Nøkkelområder dekket

1. Hva er Valence Bond Theory
      - Definisjon, teori, eksempler
2. Hva er Molecular Orbital Theory
      - Definisjon, teori, eksempler
3. Hva er forskjellen mellom Valence Bond Theory og Molecular Orbital Theory
      - Sammenligning av nøkkelforskjeller

Nøkkelord: 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

Hva er Valence Bond Theory

Valensbindingsteori er en grunnleggende teori som brukes til å forklare kjemisk binding av atomer i et molekyl. Valensbindingsteorien forklarer parring av elektroner gjennom overlappingen av orbitaler. Atomiske orbitaler er hovedsakelig funnet som s orbitaler, p orbitaler og d orbitaler. I henhold til valensbindingsteorien vil overlapping av to s-orbitaler eller hodet til overlapping av p-orbitaler danne et sigma-bånd. Overlapping av to parallelle p-orbitaler vil danne en pi-binding. Derfor vil et enkeltbinding bare inneholde et sigmabinding mens et dobbeltbinding vil inneholde et sigmabinding og en pi-binding. En trippelbinding kan inneholde et sigma-binding sammen med to pi-bindinger.

Enkle molekyler som H₂ danner en sigma-binding bare ved overlapping av orbitalene da hydrogen (H) atomer kun er sammensatt av s orbitaler. Men for atomer som består av s og p-orbitaler som har upargete elektroner, har valensbindingsteori et konsept kjent som "hybridisering".

Hybridiseringen av orbitaler resulterer i hybrid orbitaler. Disse hybridorbitaler er anordnet på en slik måte at frastøtningen mellom disse orbitaler minimeres. Følgende er noen hybrid orbitaler.

Sp Orbital

Denne hybride orbitalen dannes når en s-orbital hybridiseres med et p-orbitalt. Derfor har sp orbital 50% av s orbitale egenskaper og 50% av p orbitale egenskaper. Et atom bestående av sp-hybrid-orbitaler har to ikke-hybridiserte p-orbitaler. Derfor kan disse to p-orbitalene overlappes på en parallell måte som danner to pi-bindinger. Det endelige arrangementet av de hybridiserte orbitaler er lineært.

sp² orbital

Denne hybrid-orbitalen dannes fra hybridiseringen av en s-orbital med to p-orbitaler. Derfor er dette sp² hybrid orbital består av ca 33% av s orbitale egenskaper og ca 67% av p orbitale egenskaper. Atomer som gjennomgår denne typen hybridisering er sammensatt av en ikke-hybridisert p-orbital. Det endelige arrangementet av hybrid-orbitalen er trigonal planar.

sp³ orbital

Denne hybrid-orbitalen er dannet fra hybridiseringen av en s-orbital med tre p-orbitaler. Derfor er dette sp³ hybrid orbital består av ca. 25% av s orbitale egenskaper og ca. 75% av p-orbitale egenskaper. Atomer som gjennomgår denne typen hybridisering har ingen uhybridisert p-orbital. Det endelige arrangementet av hybridorbitalene er tetraedral.

sp³d¹ orbital

Denne hybridiseringen innebærer en s orbital, tre p orbitaler og en d orbital.

Disse hybridorbitaler vil bestemme den endelige geometrien eller formen til molekylet.

Figur 1: Geometri av CH4 er tetraedral

Ovennevnte bilde viser geometrien av CH₄ molekyl. Det er tetraedral. Askfarget orbitaler er sp³ hybridiserte orbitaler av karbonatom mens de blåfarvede orbitaler er s orbitaler av hydrogenatomer som har blitt overlappet med hybridorbitaler av karbonatom som danner kovalente bindinger.

Hva er Molecular Orbital Theory

Den molekylære orbitale teorien forklarer kjemisk binding av et molekyl ved bruk av hypotetiske molekylære orbitaler. Det beskriver også hvordan et molekylært orbital dannes når atomorbitaler overlappes (blandet). Ifølge denne teorien kan et molekylært orbital holde maksimalt to elektroner. Disse elektronene har motsatt spinn for å minimere avstøtningen mellom dem. Disse elektronene kalles bondelektronpar. Som forklart i denne teorien kan molekylære orbitaler være av to typer: binding molekylære orbitaler og antibondenserende molekylære orbitaler.

Bonding Molecular Orbitals

Forbindende molekylære orbitaler har lavere energi enn atomorbitaler (atomomløp som deltok i dannelsen av denne molekylære orbitalen). Derfor er bindingsorbitaler stabile. Forbindende molekylære orbitaler er gitt symbolet σ.

Antibonding Molecular Orbitals

Antibonderende molekylære orbitaler har høyere energi enn atomorbitaler. Derfor er disse antibonderende orbitaler ustabile sammenlignet med binding og atomorbitaler. De antibakterielle molekylære orbitaler er gitt symbolet a *.

Binding molekylære orbitaler forårsaker dannelsen av en kjemisk binding. Denne kjemiske bindingen kan enten være en sigma-binding eller en pi-binding. Antibonderende orbitaler er ikke involvert i dannelsen av en kjemisk binding. De bor utenfor obligasjonen. Et sigmabinding dannes når det oppstår overlapning fra hode til hode. En pi-binding dannes inne-til-side overlapping av orbitaler.

Figur 2: Molekylorbitaldiagram for bindingen i oksygenmolekylet

I diagrammet ovenfor er atomorbitralene til de to oksygenatomene vist i venstre side og høyre side. I midten er molekylære orbitaler av O₂ molekylet er vist som bindings- og antibonderende orbitaler.

Forskjellen mellom Valence Bond Theory og Molecular Orbital Theory

Definisjon

Valence Bond Theory: Valensebindingsteori er en grunnleggende teori som brukes til å forklare kjemisk binding av atomer i et molekyl.

Molekylær Orbital Teori: Molekylærbanet teori forklarer kjemisk binding av et molekyl ved hjelp av hypotetiske molekylære orbitaler.

Molekylære Orbitaler

Valence Bond Theory: Valensbindingsteorien gir ikke detaljer om molekylære orbitaler. Det forklarer bindingen av atomorbitaler.

Molekylær Orbital Teori: Den molekylære orbitale teorien er utviklet basert på molekylære orbitaler.

Typer av orbitaler

Valence Bond Theory: Valensbindingsteorien beskriver hybridorbitaler.

Molekylær Orbital Teori: Den molekylære orbitale teorien beskriver binding molekylære orbitaler og antibonderende molekylære orbitaler.

hybridisering

Valence Bond Theory: Valensbindingsteorien forklarer hybridiseringen av molekylære orbitaler.

Molekylær Orbital Teori: Den molekylære orbitale teorien forklarer ikke om hybridisering av orbitaler.

Konklusjon

Bothe valensbindingsteori og molekylær orbitalteknologi brukes til å forklare kjemisk binding mellom atomer i molekyler. Valancebindingsteorien kan imidlertid ikke brukes til å forklare bindingen i komplekse molekyler. Det er meget egnet for diatomære molekyler. Men molekylær orbitalt teori kan brukes til å forklare bindingen i et hvilket som helst molekyl. Derfor har den mange avanserte applikasjoner enn valensbindingsteorien. Dette er forskjellen mellom valensbindingsteori og molekylær orbitalt teori.

referanser:

1. "Pictorial Molecular Orbital Theory." Kjemi LibreTexts. Libretexts, 21. juli 2016. Web. Tilgjengelig her. 09 aug 2017. 
2. "Valence Bond Theory og Hybrid Atomic Orbitals." Valence Bond Theory og Hybrid Atomic Orbitals. N.p., n.d. Web. Tilgjengelig her. 09 aug 2017. 

Bilde Courtesy:

1. "Ch4 hybridisering" Av K. Aainsqatsi på engelsk Wikipedia (Original tekst: K. Aainsqatsi) - Egne arbeider (Originalt tekst: selvfremstilt) (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Oxygenmolekylorbitalsdiagram" Av Anthony.Sebastian - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia