Kľúčový rozdiel medzi čistými a hybridnými orbitálmi je v tom, že čisté orbitály sú pôvodné atómové orbitály, zatiaľ čo hybridné orbitály vznikajú zmiešaním dvoch alebo viacerých atómových orbitálov.
Pri tvorbe chemickej väzby jednoduchých molekúl môžeme jednoducho uvažovať o prekrývaní atómových orbitálov. Ale ak máme diskutovať o chemickej väzbe v zložitých molekulách, musíme vedieť, čo je orbitálna hybridizácia. Orbitálna hybridizácia je chemický koncept, ktorý popisuje miešanie atómových orbitálov za vzniku nových hybridných orbitálov. Tieto orbitály sa podieľajú na tvorbe kovalentných chemických väzieb.
Čo sú čisté orbitály?
Čisté orbitály sú atómové orbitály, ktoré obsahujú elektróny atómu. Tieto orbitály nie sú zmiešané orbitály ako hybridné orbitály. Orbitál poskytuje najpravdepodobnejšiu polohu elektrónov v atóme, pretože elektróny sa neustále pohybujú okolo atómového jadra. Namiesto pevnej polohy to dáva oblasť, kde sa elektrón môže vyskytovať v určitom čase.
Čisté atómové orbitály existujú v niekoľkých tvaroch, ako napríklad guľový tvar, tvar činky. Podľa kvantovej mechaniky existuje súbor kvantových čísel, ktoré používame na pomenovanie orbitálu. Táto množina čísel zahŕňa n (hlavné kvantové číslo), l (kvantové číslo momentu hybnosti), m (magnetické kvantové číslo) a s (spinové kvantové číslo). Každý orbitál zaberá maximálne dva elektróny. Podľa kvantového čísla momentu hybnosti existujú štyri bežne známe atómové orbitály ako s orbital (guľatý tvar), p orbital (v tvare činky), d orbital (dve činky v rovnakej rovine) a f orbital (komplikovaná štruktúra).
Čo sú hybridné orbitály?
Hybridné orbitály sú molekulárne orbitály, ktoré vznikajú zmiešaním atómových orbitálov. Toto sú hypotetické orbitály. K zmiešaniu dochádza medzi atómovými orbitálmi toho istého atómu. k tomuto zmiešaniu dochádza za účelom vytvorenia kovalentnej chemickej väzby s iným atómom. Proces tohto miešania je „orbitálna hybridizácia“, ktorej výsledkom sú hybridné orbitály. Tieto orbitály pomenovávame podľa atómových orbitálov, ktoré prechádzajú hybridizáciou.
Obrázok 01: Sp3 Hybridizácia
Podľa toho sú tri hlavné formy hybridných orbitálov:
- sp hybridný orbitál – vzniká hybridizáciou atómových orbitálov s a p. Výsledný hybridný orbitál má teda 50 % charakteristík s a 50 % orbitálnych charakteristík p. Tento hybridný orbitál má lineárne priestorové usporiadanie.
- sp2 hybridný orbitál – vzniká hybridizáciou jedného s a dvoch p orbitálov. Výsledný hybridný orbitál má teda 33 % orbitálnej charakteristiky s a 66 % orbitálnej charakteristiky p. Priestorové usporiadanie je trigonálne rovinné.
- sp3 hybridný orbitál – vzniká hybridizáciou jedného s a troch p orbitálov. Výsledný hybridný orbitál má teda 25 % charakteristík s a 75 % p charakteristík. Priestorové usporiadanie týchto hybridných orbitálov je tetraedrické.
Aký je rozdiel medzi čistými a hybridnými orbitálmi?
Čisté orbitály sú atómové orbitály, ktoré obsahujú elektróny atómu, zatiaľ čo hybridné orbitály sú molekulárne orbitály, ktoré vznikajú zmiešaním atómových orbitálov. Toto je kľúčový rozdiel medzi čistými a hybridnými orbitálmi. Okrem toho sa hybridné orbitaly tvoria orbitálnou hybridizáciou, ale čisté orbitaly nie sú hybridizované. Okrem toho je tvorba hybridných orbitálov dôležitá pri tvorbe komplikovaných chemických zlúčenín prostredníctvom tvorby kovalentných chemických väzieb. Pri zvažovaní nomenklatúry orbitálov nazývame čisté orbitály ako orbitály s, p, d a f, zatiaľ čo hybridné orbitály nazývame sp, sp2, sp3atď.
Nižšie uvedená infografika zobrazuje rozdiel medzi čistými a hybridnými orbitálmi pre rýchlu orientáciu.
Zhrnutie – čisté vs hybridné orbitály
Atómové orbitály sú oblasti, kde v atómoch existujú elektróny. V tomto článku sme opísali dva typy orbitálov ako čisté a hybridné orbitály. Kľúčový rozdiel medzi čistými a hybridnými orbitálmi je v tom, že čisté orbitály sú pôvodné atómové orbitály, zatiaľ čo hybridné orbitály vznikajú zmiešaním dvoch alebo viacerých atómových orbitálov.
