Kľúčový rozdiel medzi teóriou molekulárnych orbitálov a teóriou valenčných väzieb je v tom, že teória molekulárnych orbitálov popisuje tvorbu molekulárnych orbitálov, zatiaľ čo teória valenčných väzieb popisuje atómové orbitály.
Rôzne molekuly majú odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti ako jednotlivé atómy, ktoré sa spojili a vytvorili tieto molekuly. Aby sme pochopili tieto rozdiely medzi atómovými a molekulárnymi vlastnosťami, je potrebné pochopiť tvorbu chemickej väzby medzi niekoľkými atómami na vytvorenie molekuly. V súčasnosti používame dve kvantovo-mechanické teórie na opis kovalentnej väzby a elektrónovej štruktúry molekúl. Ide o teóriu valenčných väzieb a teóriu molekulových orbitálov.
Čo je molekulárna orbitálna teória?
V molekulách sa elektróny nachádzajú v molekulových orbitáloch, ale ich tvary sú rôzne a sú spojené s viac ako jedným atómovým jadrom. Teória molekulových orbitálov je popis molekúl založených na molekulových orbitáloch.
Vlnovú funkciu opisujúcu molekulový orbitál môžeme získať lineárnou kombináciou atómových orbitálov. Väzbový orbitál vzniká, keď dva atómové orbitály interagujú v rovnakej fáze (konštruktívna interakcia). Keď interagujú mimo fázy (deštruktívna interakcia), anti-väzbové orbitály z. Preto pre každú suborbitálnu interakciu existujú väzbové a antiväzbové orbitály. Väzbové orbitály majú nízku energiu a elektróny sa v nich pravdepodobne nachádzajú. Anti-väzbové orbitály majú vysokú energiu a keď sú všetky väzbové orbitály naplnené, elektróny idú a vyplnia anti-väzbové orbitály.
Čo je teória Valence Bond?
Teória valenčných väzieb je založená na prístupe lokalizovaných väzieb, ktorý predpokladá, že elektróny v molekule obsadzujú atómové orbitály jednotlivých atómov. Napríklad pri tvorbe molekuly H2 dva atómy vodíka prekrývajú svoje 1s orbitály. Tým, že sa tieto dva orbitály prekrývajú, zdieľajú spoločnú oblasť v priestore. Spočiatku, keď sú dva atómy ďaleko od seba, neexistuje medzi nimi žiadna interakcia. Preto je potenciálna energia nulová.
Keď sa atómy približujú k sebe, každý elektrón je priťahovaný jadrom druhého atómu a súčasne sa elektróny navzájom odpudzujú, rovnako ako jadrá. Kým sú atómy stále oddelené, príťažlivosť je väčšia ako odpudzovanie, takže potenciálna energia systému klesá. V bode, v ktorom potenciálna energia dosiahne minimálnu hodnotu, je systém stabilný. To sa stane, keď sa dva atómy vodíka spoja a vytvoria molekulu.
Obrázok 01: Vytvorenie väzby Pi
Tento prekrývajúci sa koncept však môže opísať iba jednoduché molekuly ako H2, F2, HF atď. Táto teória nedokáže vysvetliť molekuly ako CH4 Tento problém však možno vyriešiť kombináciou tejto teórie s teóriou hybridných orbitálov. Hybridizácia je zmiešanie dvoch neekvivalentných atómových orbitálov. Napríklad v CH4 má C štyri hybridizované sp3 orbitály prekrývajúce sa s orbitálmi s každého H.
Aký je rozdiel medzi teóriou molekulárnych orbitálov a teóriou valenčnej väzby?
V súčasnosti používame dve kvantovo-mechanické teórie na opis kovalentnej väzby a elektrónovej štruktúry molekúl. Ide o teóriu valenčných väzieb a teóriu molekulových orbitálov. Kľúčový rozdiel medzi molekulárnou orbitálnou teóriou a teóriou valenčných väzieb je v tom, že molekulárna orbitálna teória popisuje tvorbu molekulárnych orbitálov, zatiaľ čo teória valenčných väzieb opisuje atómové orbitály. Navyše teóriu valenčných väzieb možno použiť iba pre dvojatómové molekuly, a nie pre polyatomické molekuly. Môžeme však použiť teóriu molekulových orbitálov pre akúkoľvek molekulu.
Zhrnutie – Molekulárna orbitálna teória verzus teória Valencovej väzby
Teória valenčných väzieb a teória molekulových orbitálov sú dve kvantovo-mechanické teórie, ktoré opisujú kovalentnú väzbu a elektrónovú štruktúru molekúl. Kľúčový rozdiel medzi molekulárnou orbitálnou teóriou a teóriou valenčných väzieb je v tom, že molekulárna orbitálna teória popisuje tvorbu molekulárnych orbitálov, zatiaľ čo teória valenčných väzieb opisuje atómové orbitály.
