Atomic Orbital vs Hybrid Orbital
Schrodingeri, Heisenbergi ja Paul Diarci esitatud uute teooriate abil mõisteti molekulide sidumist uuel viisil. Kvantmehaanika tulid oma leidudega pildile. Nad leidsid, et elektronil on nii osakeste kui ka laineomadused. Selle abil töötas Schrodinger välja võrrandid elektroni lainelise olemuse leidmiseks ning tuli välja lainevõrrandi ja lainefunktsiooniga. Lainefunktsioon (Ψ) vastab elektroni erinevatele olekutele.
Aatomiorbitaal
Max Born osutab lainefunktsiooni ruudu (Ψ2) füüsilisele tähendusele pärast seda, kui Schrodinger esitas oma teooria. Borni järgi väljendab Ψ2 elektroni leidmise tõenäosust kindlas kohas. Seega, kui Ψ2 on suurem väärtus, siis on elektroni leidmise tõenäosus selles ruumis suurem. Seetõttu on ruumis elektronide tõenäosustihedus suur. Vastupidi, kui Ψ2 on madal, siis on elektronide tõenäosustihedus seal madal. Diagrammid Ψ2 telgedel x, y ja z näitavad neid tõenäosusi ning need on orbitaalide s, p, d ja f kujulised. Neid nimetatakse aatomiorbitaalideks. Aatomiorbitaali võib määratleda kui ruumi piirkonda, kus elektroni leidmise tõenäosus aatomis on suur. Aatomiorbitaale iseloomustavad kvantarvud ja iga aatomiorbitaal mahutab kaks vastandliku spinniga elektroni. Näiteks kui kirjutame elektronide konfiguratsiooni, kirjutame 1s2, 2s2, 2p6, 3s2 1, 2, 3….n täisarvu väärtust on kvantarvud. Orbitaali nime järel olev ülaindeksi number näitab elektronide arvu sellel orbitaalil.s orbitaalid on sfäärikujulised ja väikesed. P-orbitaalid on kahe labaga hantlikujulised. Väidetav alt on üks sagar positiivne ja teine negatiivne. Kohta, kus kaks sagarat teineteist puudutavad, nimetatakse sõlmeks. Seal on 3 p orbitaali nagu x, y ja z. Need on paigutatud ruumi nii, et nende teljed on üksteisega risti. Seal on viis erineva kujuga d-orbitaali ja 7 f-orbitaali. Kokkuvõttes on järgmine elektronide koguarv, mis võib orbitaalil asuda.
s orbitaal-2 elektroni
P orbitaalid- 6 elektroni
d orbitaalid- 10 elektroni
f orbitaalid- 14 elektroni
Hübriidorbitaal
Hübridisatsioon on kahe mittevõrdväärse aatomiorbitaali segunemine. Hübridisatsiooni tulemuseks on hübriidorbitaal. Hübriidorbitaale on mitut tüüpi, mis on moodustatud s-, p- ja d-orbitaalide segamisel. Levinumad hübriidorbitaalid on sp3, sp2 ja sp. Näiteks CH4 on C-l 6 elektroni elektronkonfiguratsiooniga 1s2 2s2 2p 2 algseisundis. Ergastatuna liigub üks elektron 2s tasemel 2p tasemele, andes kolm 3 elektroni. Seejärel segunevad 2s elektron ja kolm 2p elektroni ja moodustavad neli ekvivalentset sp3 hübriidorbitaali. Samamoodi moodustub sp2 hübridisatsioonis kolm hübriidorbitaali ja sp hübridisatsioonis kaks hübriidorbitaali. Toodetud hübriidorbitaalide arv on võrdne hübridiseeritavate orbitaalide summaga.
Mis vahe on aatomiorbitaalidel ja hübriidorbitaalidel?
• Hübriidorbitaalid on valmistatud aatomiorbitaalidest.
• Hübriidorbitaalide valmistamisel osalevad erinevat tüüpi ja arvukad aatomiorbitaalid.
• Erinevatel aatomiorbitaalidel on erinev kuju ja elektronide arv. Kuid kõik hübriidorbitaalid on samaväärsed ja neil on sama elektronide arv.
• Hübriidorbitaalid osalevad tavaliselt kovalentse sigma-sideme moodustamises, samas kui aatomiorbitaalid osalevad nii sigma- kui ka pi-sidemete moodustamises.
