Kľúčový rozdiel medzi hybridnými a degenerovanými orbitálmi je ten, že hybridné orbitály sú nové orbitály, ktoré vznikajú zmiešaním dvoch alebo viacerých orbitálov, zatiaľ čo degenerované orbitály pôvodne existujú v atóme.
Ako už názov napovedá, hybridný orbitál je hybrid dvoch alebo viacerých orbitálov. Aj keď sa názov degenerovaný orbitál zdá rovnaký, nejde o novovzniknuté orbitály – už existujú v atóme. Navyše všetky hybridné orbitály v molekule majú rovnakú energiu, zatiaľ čo degenerované orbitály v atóme majú rovnakú energiu.
Čo sú hybridné orbitály?
Hybridné orbitály sú orbitály vytvorené kombináciou dvoch alebo viacerých atómových orbitálov. Tento kombinovaný proces nazývame hybridizácia. Pred vytvorením týchto orbitálov môžu mať atómové orbitály rôzne energie, ale po vytvorení majú všetky orbitály rovnakú energiu. Napríklad atómový orbitál s a atómový orbitál p sa môžu spojiť a vytvoriť dva orbitály sp. Atómové orbitály s a p majú rôzne energie (energia s < energie p). Hybridizácia však vedie k vytvoreniu dvoch sp orbitálov s rovnakou energiou; táto energia leží medzi energiami jednotlivých s a p atómových orbitálnych energií. Navyše tento hybridný orbitál sp má 50 % orbitálnych charakteristík s a 50 % orbitálnych charakteristík p.
Obrázok 01: Sp Hybridizácia
Myšlienka hybridizácie sa prvýkrát objavila v diskusii, pretože vedci zistili, že teória valenčných väzieb nedokáže správne predpovedať štruktúru niektorých molekúl, ako napríklad CH4Hoci atóm uhlíka má podľa svojej elektrónovej konfigurácie iba dva nepárové elektróny, môže tvoriť štyri kovalentné väzby. Aby sa vytvorili štyri väzby, musia existovať štyri nepárové elektróny. Jediný spôsob, ako vysvetliť tento jav, bolo myslieť si, že s a p orbitály atómu uhlíka sa navzájom spájajú a vytvárajú nové orbitály nazývané hybridné orbitály, ktoré majú rovnakú energiu. Tu jedno s + tri p dáva 4 sp3 orbitály. Preto elektróny plnia tieto hybridné orbitály rovnomerne (jeden elektrón na hybridný orbitál), pričom sa riadi Hundovým pravidlom. Potom existujú štyri elektróny na vytvorenie štyroch kovalentných väzieb so štyrmi atómami vodíka.
Čo sú degenerované orbitály?
Denigrate orbitaly sú atómové orbitaly s rovnakou energiou. Napríklad v orbitálnom podplášte p sú tri atómové orbitály, ktoré sa navzájom líšia priestorovým usporiadaním. Hoci energia týchto troch orbitálov p je rovnaká, sú rozdielne usporiadané; preto ich nazývame degenerované orbitály.
Obrázok 02: Priestorové usporiadanie troch p orbitálov
V prítomnosti vonkajšieho magnetického poľa však môžeme degeneráciu odstrániť. Je to preto, že degenerované orbitály majú tendenciu získať rôzne energie v prítomnosti tohto vonkajšieho magnetického poľa a už to nie sú degenerované orbitály. Okrem toho, päť orbitálov d v podplášte d sú tiež degenerované orbitály, pretože majú rovnakú energiu.
Aký je rozdiel medzi hybridnými a degenerovanými orbitálmi?
Kľúčový rozdiel medzi hybridnými a degenerovanými orbitálmi je ten, že hybridné orbitály sú nové orbitály tvorené zmiešaním dvoch alebo viacerých orbitálov, zatiaľ čo degenerované orbitály sú orbitály, ktoré pôvodne existujú v atóme. Okrem toho sú hybridné orbitály molekulárne orbitály, zatiaľ čo degenerované orbitály sú atómové orbitály. Hybridné orbitaly sú navyše molekulárne orbitaly s rovnakou energiou, zatiaľ čo degenerované orbitaly sú atómové orbitaly s rovnakou energiou. Napríklad sp, sp2 a sp3 orbitály sú hybridné orbitály, zatiaľ čo tri orbitály p v podplášte p.
Zhrnutie – Hybridné verzus degenerované orbitály
Hybridné orbitály sú molekulové orbitály, zatiaľ čo degenerované orbitály sú atómové orbitály. Kľúčový rozdiel medzi hybridnými a degenerovanými orbitálmi je v tom, že hybridné orbitály vznikajú zmiešaním dvoch alebo viacerých orbitálov, zatiaľ čo degenerované orbitály pôvodne existujú v atóme.
