Unterschied zwischen Atomorbital und Hybridorbital

2024 Autor: Alex Aldridge | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 13:35

Atomorbital vs. Hybridorbital

Die Bindung in Molekülen wurde mit den neuen Theorien von Schrödinger, Heisenberg und Paul Diarc auf neue Weise verstanden. Die Quantenmechanik kam mit ihren Erkenntnissen ins Spiel. Sie fanden heraus, dass ein Elektron sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften hat. Damit entwickelte Schrödinger Gleichungen, um die Wellennatur eines Elektrons zu finden, und entwickelte die Wellengleichung und die Wellenfunktion. Die Wellenfunktion (Ψ) entspricht verschiedenen Zuständen des Elektrons.

Atomorbital

Max Born weist auf eine physikalische Bedeutung des Quadrats der Wellenfunktion (Ψ²) hin, nachdem Schrödinger seine Theorie aufgestellt hatte. Ψ² drückt nach Born die Wahrscheinlichkeit aus, ein Elektron an einem bestimmten Ort zu finden. Wenn also Ψ² ein größerer Wert ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit, das Elektron in diesem Raum zu finden, höher. Daher ist im Raum die Elektronenwahrscheinlichkeitsdichte groß. Wenn im Gegensatz dazu Ψ² niedrig ist, dann ist die Elektronenwahrscheinlichkeitsdichte dort niedrig. Die Diagramme von Ψ² in x-, y- und z-Achsen zeigen diese Wahrscheinlichkeiten, und sie nehmen die Form von s-, p-, d- und f-Orbitalen an. Diese sind als Atomorbitale bekannt. Ein Atomorbital kann definiert werden als ein Raumbereich, in dem die Wahrscheinlichkeit, ein Elektron in einem Atom zu finden, groß ist. Atomorbitale sind durch Quantenzahlen gekennzeichnet, und jedes Atomorbital kann zwei Elektronen mit entgegengesetztem Spin aufnehmen. Wenn wir zum Beispiel die Elektronenkonfiguration schreiben, schreiben wir als 1s², 2s², 2p⁶, 3s^{2 1, 2, 3….n ganzzahlige Werte sind die Quantenzahlen. Die hochgestellte Zahl hinter dem Orbitalnamen zeigt die Anzahl der Elektronen in diesem Orbital.s-Orbitale sind kugelförmig und klein. P-Orbitale sind hantelförmig mit zwei Lappen. Ein Lappen soll positiv und der andere Lappen negativ sein. Die Stelle, an der sich zwei Lappen berühren, wird als Knoten bezeichnet. Es gibt 3 p-Orbitale als x, y und z. Sie sind im Raum so angeordnet, dass ihre Achsen senkrecht aufeinander stehen. Es gibt fünf d-Orbitale und 7 f-Orbitale mit unterschiedlichen Formen. Zusammenfassend folgt also die Gesamtzahl der Elektronen, die sich in einem Orbital aufh alten können.}

s Orbital-2-Elektronen

P-Orbitale- 6 Elektronen

d-Orbitale- 10 Elektronen

f-Orbitale- 14 Elektronen

Hybridorbital

Hybridisierung ist das Mischen zweier nicht äquivalenter Atomorbitale. Das Ergebnis der Hybridisierung ist das Hybridorbital. Es gibt viele Arten von Hybridorbitalen, die durch Mischen von s-, p- und d-Orbitalen gebildet werden. Die häufigsten Hybridorbitale sind sp³, sp² und sp. Zum Beispiel hat C in CH₄ 6 Elektronen mit der Elektronenkonfiguration 1s² 2s² 2p ² im Grundzustand. Bei Anregung bewegt sich ein Elektron im 2s-Niveau zum 2p-Niveau, wodurch drei 3-Elektronen entstehen. Dann mischen sich das 2s-Elektron und die drei 2p-Elektronen und bilden vier äquivalente sp³-Hybridorbitale. Ebenso werden bei der sp^{2-Hybridisierung drei Hybridorbitale und bei der sp-Hybridisierung zwei Hybridorbitale gebildet. Die Anzahl der erzeugten Hybridorbitale ist gleich der Summe der hybridisierten Orbitale.}

Was ist der Unterschied zwischen Atomorbitalen und Hybridorbitalen?

• Hybridorbitale entstehen aus den Atomorbitalen.

• Verschiedene Typen und Anzahlen von Atomorbitalen sind an der Bildung von Hybridorbitalen beteiligt.

• Verschiedene Atomorbitale haben unterschiedliche Formen und Anzahlen von Elektronen. Aber alle Hybridorbitale sind äquivalent und haben die gleiche Elektronenzahl.

• Hybridorbitale sind normalerweise an der Bildung kovalenter Sigma-Bindungen beteiligt, während Atomorbitale sowohl an der Bildung von Sigma- als auch Pi-Bindungen beteiligt sind.