Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng molecular orbital theory at hybridization theory ay ang molecular orbital theory ay naglalarawan sa pagbuo ng bonding at anti-bonding orbitals, samantalang ang hybridization theory ay naglalarawan ng pagbuo ng hybrid orbitals.
May iba't ibang teoryang binuo upang matukoy ang mga istrukturang elektroniko at orbital ng mga molekula. Ang teorya ng VSEPR, teorya ng Lewis, teorya ng valence bond, teorya ng hybridization at teorya ng molecular orbital ay napakahalagang mga teorya. Ang pinakakatanggap-tanggap na teorya sa kanila ay ang molecular orbital theory.
Ano ang Molecular Orbital Theory?
Molecular orbital theory ay isang pamamaraan ng paglalarawan ng elektronikong istruktura ng mga molekula gamit ang quantum mechanics. Ito ang pinakaproduktibong paraan ng pagpapaliwanag ng chemical bonding sa mga molecule. Talakayin natin ang teoryang ito nang detalyado.
Una, kailangan nating malaman kung ano ang mga molecular orbital. Ang isang kemikal na bono ay nabubuo sa pagitan ng dalawang atomo kapag ang netong kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng dalawang atomic nuclei at ang mga electron sa pagitan ng mga ito ay lumampas sa electrostatic repulsion sa pagitan ng dalawang atomic nuclei. Karaniwan, ang ibig sabihin nito, ang mga kaakit-akit na puwersa sa pagitan ng dalawang atomo ay dapat na mas mataas kaysa sa mga puwersang salungat sa pagitan ng dalawang atomo na iyon. Dito, ang mga electron ay dapat na umiiral sa isang rehiyon na tinatawag na "binding region", upang mabuo ang kemikal na bono na ito. Kung hindi, ang mga electron ay nasa "anti-binding region" na tutulong sa repulsive force sa pagitan ng mga atoms.
Gayunpaman, kung ang mga kinakailangan ay natutupad at ang isang kemikal na bono ay nabuo sa pagitan ng dalawang atomo, kung gayon ang mga katumbas na orbital na kasangkot sa pagbubuklod ay tinatawag na molecular orbitals. Dito, maaari tayong magsimula sa dalawang orbital ng dalawang atom at magtatapos sa isang orbital (ang molecular orbital) na kabilang sa parehong mga atom.
Ayon sa quantum mechanics, ang mga atomic orbital ay hindi maaaring lumitaw o mawala ayon sa gusto natin. Kapag ang mga orbital ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa, sila ay may posibilidad na baguhin ang kanilang mga hugis nang naaayon. Ngunit ayon sa quantum mechanics, malaya silang baguhin ang hugis ngunit kailangang magkaroon ng parehong bilang ng mga orbital. Pagkatapos ay kailangan nating hanapin ang nawawalang orbital. Dito, ang in-phase na kumbinasyon ng dalawang atomic orbital ay gumagawa ng bonding orbital habang ang out-of-phase na kumbinasyon ay bumubuo ng anti-bonding orbital.
Figure 01: Molecular Orbital Diagram
Ang mga bonding electron ay sumasakop sa bonding orbital habang ang mga electron sa anti-bonding orbital ay hindi nakikilahok sa bond formation. Sa halip, ang mga electron na ito ay aktibong sumasalungat sa pagbuo ng kemikal na bono. Ang bonding orbital ay may mas mababang potensyal na enerhiya kaysa sa anti-bonding orbital. Kung isasaalang-alang natin ang isang sigma bond, ang denotasyon para sa bonding orbital ay σ, at ang anti-bonding orbital ay σ. Magagamit natin ang teoryang ito upang ilarawan ang istruktura ng mga kumplikadong molekula upang ipaliwanag kung bakit walang umiiral na ilang molekula (ibig sabihin, He2) at ang pagkakasunud-sunod ng bono ng mga molekula. Kaya, ang paglalarawang ito ay maikli na nagpapaliwanag sa batayan ng molecular orbital theory.
Ano ang Hybridization Theory?
Ang Hybridization theory ay isang teknik na ginagamit namin upang ilarawan ang orbital na istraktura ng isang molekula. Ang hybridization ay ang pagbuo ng hybrid orbitals sa pamamagitan ng paghahalo ng dalawa o higit pang atomic orbitals. Tinutukoy ng oryentasyon ng mga orbital na ito ang geometry ng molekula. Ito ay isang pagpapalawak ng teorya ng valence bond.
Bago ang pagbuo ng mga atomic orbital, mayroon silang iba't ibang enerhiya, ngunit pagkatapos ng pagbuo, lahat ng orbital ay may parehong enerhiya. Halimbawa, ang isang s atomic orbital, at isang p atomic orbital ay maaaring pagsamahin upang bumuo ng dalawang sp orbital. Ang s at p atomic orbitals ay may magkaibang enerhiya (enerhiya ng s < enerhiya ng p). Ngunit pagkatapos ng hybridization, ito ay bumubuo ng dalawang sp orbital na may parehong enerhiya, at ang enerhiya na ito ay nasa pagitan ng mga energies ng indibidwal na s at p atomic orbital energies. Bukod dito, ang sp hybrid na orbital na ito ay may 50% s orbital na katangian at 50% p orbital na katangian.
Figure 02: Bond sa pagitan ng Hybrid Orbitals ng isang Carbon Atom at s Orbitals ng Hydrogen Atoms
Ang ideya ng hybridization ay unang pumasok sa talakayan dahil napagmasdan ng mga siyentipiko na ang valence bond theory ay nabigong hulaan nang tama ang istruktura ng ilang molekula gaya ng CH4Dito, kahit na ang carbon atom ay mayroon lamang dalawang hindi magkapares na mga electron ayon sa pagsasaayos ng elektron nito, maaari itong bumuo ng apat na covalent bond. Upang makabuo ng apat na bono, dapat mayroong apat na hindi magkapares na electron.
Ang tanging paraan upang maipaliwanag nila ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay isipin na ang mga s at p orbital ng carbon atom ay nagsasama sa isa't isa upang bumuo ng mga bagong orbital na tinatawag na hybrid orbitals na may parehong enerhiya. Dito, ang isa s + tatlong p ay nagbibigay ng 4 sp3 orbital. Samakatuwid, ang mga electron ay pinupuno ang mga hybrid na orbital na ito nang pantay-pantay (isang electron bawat hybrid na orbital), na sumusunod sa panuntunan ng Hund. Pagkatapos ay mayroong apat na electron para sa pagbuo ng apat na covalent bond na may apat na hydrogen atoms.
Ano ang Pagkakaiba sa pagitan ng Molecular Orbital Theory at Hybridization Theory?
Ang molecular orbital theory ay isang pamamaraan ng paglalarawan ng elektronikong istruktura ng mga molekula gamit ang quantum mechanics. Ang teorya ng hybridization ay isang pamamaraan na ginagamit namin upang ilarawan ang orbital na istraktura ng isang molekula. Kaya, ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng molecular orbital theory at hybridization theory ay ang molecular orbital theory ay naglalarawan sa pagbuo ng bonding at anti-bonding orbitals, samantalang ang hybridization theory ay naglalarawan sa pagbuo ng hybrid orbitals.
Higit pa rito, ayon sa molecular orbital theory, ang mga bagong orbital form mula sa paghahalo ng atomic orbitals ng dalawang atoms habang sa hybridization theory, ang mga bagong orbital form ay bumubuo sa paghahalo ng atomic orbitals ng parehong atom. Samakatuwid, ito ay isa pang pagkakaiba sa pagitan ng molecular orbital theory at hybridization theory.
Buod – Molecular Orbital Theory vs Hybridization Theory
Ang parehong molecular orbital theory at hybridization theory ay mahalaga sa pagtukoy sa istruktura ng isang molekula. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng molecular orbital theory at hybridization theory ay ang molecular orbital theory ay naglalarawan sa pagbuo ng bonding at anti-bonding orbitals, samantalang ang hybridization theory ay naglalarawan sa pagbuo ng hybrid orbitals.
