Διαφορά μεταξύ ατομικού τροχιακού και μοριακού τροχιακού
Κύρια διαφορά – Ατομικό τροχιακό έναντι μοριακού τροχιακού
Το τροχιακό ορίζεται ως μια περιοχή όπου η πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου είναι υψηλή. Τα άτομα έχουν τα δικά τους ηλεκτρόνια που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Όταν αυτά τα τροχιακά επικαλύπτονται για να σχηματίσουν μόρια μέσω του δεσμού, τα τροχιακά ονομάζονται μοριακά τροχιακά. Η θεωρία του δεσμού σθένους και η θεωρία των μοριακών τροχιακών εξηγούν τις ιδιότητες των ατομικών και μοριακών τροχιακών, αντίστοιχα. Τα τροχιακά μπορούν να χωρέσουν το πολύ δύο ηλεκτρόνια. Η κύρια διαφορά μεταξύ ατομικού και μοριακού τροχιακού είναι ότι τα ηλεκτρόνια σε ένα ατομικό τροχιακό επηρεάζονται από έναν θετικό πυρήνα , ενώ τα ηλεκτρόνια ενός μοριακού τροχιακού επηρεάζονται από τους δύο ή περισσότερους πυρήνες ανάλογα με τον αριθμό των ατόμων σε ένα μόριο .
Αυτό το άρθρο εξηγεί,
1. Τι είναι το Atomic Orbital
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Ιδιότητες
2. Τι είναι το Molecular Orbital
– Ορισμός, Χαρακτηριστικά, Χαρακτηριστικά
3. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Atomic Orbital και Molecular Orbital
.
Τι είναι ένα ατομικό τροχιακό
Το ατομικό τροχιακό είναι μια περιοχή με την υψηλότερη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου. Η κβαντομηχανική εξηγεί την πιθανότητα της θέσης ενός ηλεκτρονίου ενός ατόμου. Δεν εξηγεί την ακριβή ενέργεια ενός ηλεκτρονίου σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Εξηγείται στην αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg. Η πυκνότητα ηλεκτρονίων ενός ατόμου μπορεί να βρεθεί από τις λύσεις της εξίσωσης Schrodinger . Ένα ατομικό τροχιακό μπορεί να έχει το πολύ δύο ηλεκτρόνια. Τα ατομικά τροχιακά επισημαίνονται ως υποεπίπεδα s, p, d και f. Αυτά τα τροχιακά έχουν διαφορετικά σχήματα. Το τροχιακό s είναι σφαιρικό και περιέχει το πολύ δύο ηλεκτρόνια. Έχει ένα υπο-ενεργειακό επίπεδο. Το τροχιακό p έχει σχήμα αλτήρα και μπορεί να χωρέσει έως και έξι ηλεκτρόνια. Έχει τρία επίπεδα υποενέργειας. Τα τροχιακά d και f έχουν πιο πολύπλοκα σχήματα. Το επίπεδο d έχει πέντε υπο-ενεργειακές ομάδες και χωρά έως και 10 ηλεκτρόνια, ενώ το επίπεδο f έχει επτά επίπεδα υποενέργειας και μπορεί να χωρέσει το πολύ δέκα και δεκαπέντε ηλεκτρόνια. Οι ενέργειες των τροχιακών είναι κατά σειρά s
Εικόνα 1:Τύποι ατομικών τροχιακών Οι ιδιότητες των μοριακών τροχιακών εξηγούνται από τη θεωρία των μοριακών τροχιακών. Προτάθηκε για πρώτη φορά από τους F. Hund και R.S. Mulliken το 1932. Σύμφωνα με τη θεωρία των μοριακών τροχιακών, όταν τα άτομα συντήκονται για να σχηματίσουν ένα μόριο, τα επικαλυπτόμενα ατομικά τροχιακά χάνουν το σχήμα τους λόγω της επίδρασης των πυρήνων. Τα νέα τροχιακά που υπάρχουν στα μόρια ονομάζονται πλέον μοριακά τροχιακά. Τα μοριακά τροχιακά σχηματίζονται από το συνδυασμό σχεδόν της ίδιας ενέργειας ατομικών τροχιακών. Σε αντίθεση με τα ατομικά τροχιακά, τα μοριακά τροχιακά δεν ανήκουν σε ένα μόνο άτομο σε ένα μόριο, αλλά ανήκουν στους πυρήνες όλων των ατόμων που συνθέτουν το μόριο. Έτσι, οι πυρήνες διαφορετικών ατόμων συμπεριφέρονται ως πολυκεντρικός πυρήνας. Το τελικό σχήμα του μοριακού τροχιακού εξαρτάται από τα σχήματα των ατομικών τροχιακών που δημιουργούν το μόριο. Σύμφωνα με τον κανόνα Aufbau , τα μοριακά τροχιακά γεμίζουν από τροχιακό χαμηλής ενέργειας σε τροχιακό υψηλής ενέργειας. Όπως ένα ατομικό τροχιακό, ένα μοριακό τροχιακό μπορεί να χωρέσει ένα μέγιστο αριθμό δύο ηλεκτρονίων. Ωστόσο, σύμφωνα με την αρχή του Pauli , αυτά τα δύο ηλεκτρόνια πρέπει να έχουν αντίθετο σπιν. Η συμπεριφορά του ηλεκτρονίου σε ένα μοριακό τροχιακό μπορεί να περιγραφεί χρησιμοποιώντας την εξίσωση Schrodinger . Ωστόσο, λόγω της πολυπλοκότητας των μορίων, η εφαρμογή της εξίσωσης Schrodinger είναι αρκετά δύσκολη. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για την κατά προσέγγιση αξιολόγηση της συμπεριφοράς των ηλεκτρονίων σε ένα μόριο. Η μέθοδος ονομάζεται γραμμικός συνδυασμός ατομικών τροχιακών (LCAO) μέθοδος.
Εικόνα 2:Σχηματισμός μοριακού τροχιακού
Ατομικό τροχιακό: Το ατομικό τροχιακό είναι η περιοχή με την υψηλότερη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου σε ένα άτομο. Μοριακό τροχιακό: Το μοριακό τροχιακό είναι η περιοχή με την υψηλότερη πιθανότητα εύρεσης ηλεκτρονίου ενός μορίου.
Ατομικό τροχιακό: Τα ατομικά τροχιακά σχηματίζονται από το νέφος ηλεκτρονίων γύρω από το άτομο. Μοριακό τροχιακό: Τα μοριακά τροχιακά σχηματίζονται από τη σύντηξη ατομικών τροχιακών που έχουν σχεδόν την ίδια ενέργεια.
Ατομικό τροχιακό: Το σχήμα των ατομικών τροχιακών καθορίζεται από τον τύπο του ατομικού τροχιακού (s,p,d ή f). Μοριακό τροχιακό: Το σχήμα του μοριακού τροχιακού καθορίζεται από τα σχήματα των ατομικών τροχιακών που δημιουργούν το μόριο.
Ατομικό τροχιακό: Εξίσωση Schrodinger χρησιμοποιείται.
Μοριακό τροχιακό: Γραμμικός συνδυασμός ατομικών τροχιακών (LCAO) χρησιμοποιείται.
Ατομικό τροχιακό: Το ατομικό τροχιακό είναι μονοκεντρικό καθώς βρίσκεται γύρω από έναν μόνο πυρήνα.
Μοριακό τροχιακό: Το μοριακό τροχιακό είναι πολυκεντρικό καθώς βρίσκεται γύρω από διαφορετικούς πυρήνες.
Ατομικό τροχιακό: Ο μοναδικός πυρήνας επηρεάζει το νέφος ηλεκτρονίων στα ατομικά τροχιακά
Μοριακό τροχιακό: Δύο ακόμη πυρήνες επηρεάζουν το νέφος ηλεκτρονίων στα μοριακά τροχιακά. Τόσο τα ατομικά όσο και τα μοριακά τροχιακά είναι περιοχές με τις υψηλότερες πυκνότητες ηλεκτρονίων σε άτομα και μόρια, αντίστοιχα. Οι ιδιότητες των ατομικών τροχιακών καθορίζονται από τον μοναδικό πυρήνα των ατόμων, ενώ αυτές των μοριακών τροχιακών καθορίζονται από τον συνδυασμό ατομικών τροχιακών που σχηματίζουν το μόριο. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ ατομικού τροχιακού και μοριακού τροχιακού.
Αναφορές:
Τι είναι ένα μοριακό τροχιακό
Διαφορά μεταξύ ατομικού τροχιακού και μοριακού τροχιακού
Ορισμός
Σχηματισμός
Σχήμα
Περιγραφή της πυκνότητας ηλεκτρονίων
Πυρήνας
Επίδραση του πυρήνα
Σύνοψη
1.Verma, N. K., Khanna, S. K., &Kapila, B. (2010). Ολοκληρωμένη χημεία XI. εκδόσεις Λαξμή.
2.Ucko, D. A. (2013). Βασικά στοιχεία για τη χημεία. Elsevier.
3.Mackin, M. (2012). Study Guide to Accompany Basics for Chemistry . Elsevier.
