Մոլեկուլային ուղեծրի տեսության և հիբրիդացման տեսության հիմնական տարբերությունն այն է, որ մոլեկուլային ուղեծրի տեսությունը նկարագրում է կապող և հակակապակցված ուղեծրերի ձևավորումը, մինչդեռ հիբրիդացման տեսությունը նկարագրում է հիբրիդային ուղեծրերի ձևավորումը:
Մոլեկուլների էլեկտրոնային և ուղեծրային կառուցվածքները որոշելու համար մշակված են տարբեր տեսություններ: VSEPR տեսությունը, Լյուիսի տեսությունը, վալենտական կապի տեսությունը, հիբրիդացման տեսությունը և մոլեկուլային ուղեծրի տեսությունը նման կարևոր տեսություններ են: Դրանցից ամենաընդունելի տեսությունը մոլեկուլային ուղեծրային տեսությունն է։
Ի՞նչ է մոլեկուլային ուղեծրի տեսությունը:
Մոլեկուլային ուղեծրային տեսությունը քվանտային մեխանիկայի միջոցով մոլեկուլների էլեկտրոնային կառուցվածքը նկարագրելու տեխնիկա է: Դա մոլեկուլների քիմիական կապը բացատրելու ամենաարդյունավետ միջոցն է: Եկեք մանրամասն քննարկենք այս տեսությունը։
Նախ, մենք պետք է իմանանք, թե ինչ են մոլեկուլային ուղեծրերը: Քիմիական կապ է ձևավորվում երկու ատոմների միջև, երբ երկու ատոմային միջուկների և նրանց միջև եղած էլեկտրոնների միջև զուտ գրավիչ ուժը գերազանցում է երկու ատոմային միջուկների միջև եղած էլեկտրաստատիկ վանումը: Ըստ էության, սա նշանակում է, որ երկու ատոմների միջև գրավիչ ուժերը պետք է ավելի բարձր լինեն, քան այդ երկու ատոմների միջև եղած վանող ուժերը: Այստեղ էլեկտրոնները պետք է գոյություն ունենան մի տարածաշրջանում, որը կոչվում է «կապող տարածաշրջան», որպեսզի ձևավորվի այս քիմիական կապը: Եթե ոչ, ապա էլեկտրոնները կլինեն «հակակապող տարածքում», որը կօգնի վանող ուժին ատոմների միջև:
Սակայն, եթե պահանջները կատարվում են և երկու ատոմների միջև առաջանում է քիմիական կապ, ապա կապի մեջ ներգրավված համապատասխան օրբիտալները կոչվում են մոլեկուլային օրբիտալներ։Այստեղ մենք կարող ենք սկսել երկու ատոմների երկու ուղեծրից և վերջացնել մեկ օրբիտալով (մոլեկուլային ուղեծր), որը պատկանում է երկու ատոմներին:
Ըստ քվանտային մեխանիկայի՝ ատոմային ուղեծրերը չեն կարող հայտնվել կամ անհետանալ այնպես, ինչպես մենք ենք ցանկանում։ Երբ ուղեծրերը փոխազդում են միմյանց հետ, նրանք հակված են համապատասխանաբար փոխել իրենց ձևերը: Բայց, ըստ քվանտային մեխանիկայի, նրանք ազատ են փոխել ձևը, բայց պետք է ունենան նույն թվով ուղեծրեր: Այնուհետև մենք պետք է գտնենք բացակայող ուղեծիրը: Այստեղ երկու ատոմային օրբիտալների ներփուլային համակցությունը կապում է ուղեծրը, մինչդեռ արտաֆազային համակցությունը կազմում է հակակապային ուղեծրը:
Նկար 01. Մոլեկուլային ուղեծրային դիագրամ
Կապող էլեկտրոնները զբաղեցնում են կապի ուղեծիրը, մինչդեռ հակակապային ուղեծրի էլեկտրոնները չեն մասնակցում կապի ձևավորմանը:Ավելի շուտ, այս էլեկտրոնները ակտիվորեն դեմ են քիմիական կապի առաջացմանը: Կապող օրբիտալն ունի ավելի ցածր պոտենցիալ էներգիա, քան հակակապային ուղեծրը: Եթե դիտարկենք սիգմա կապ, ապա կապող ուղեծրի նշանակումը σ է, իսկ հակակապային ուղեծրը՝ σ: Մենք կարող ենք օգտագործել այս տեսությունը՝ նկարագրելու բարդ մոլեկուլների կառուցվածքը՝ բացատրելու, թե ինչու որոշ մոլեկուլներ գոյություն չունեն (այսինքն՝ He2) և մոլեկուլների կապերի կարգը: Այսպիսով, այս նկարագրությունը հակիրճ բացատրում է մոլեկուլային ուղեծրային տեսության հիմքը:
Ի՞նչ է հիբրիդացման տեսությունը:
Հիբրիդացման տեսությունը տեխնիկա է, որը մենք օգտագործում ենք մոլեկուլի ուղեծրային կառուցվածքը նկարագրելու համար: Հիբրիդացումը հիբրիդային օրբիտալների առաջացումն է երկու կամ ավելի ատոմային օրբիտալների խառնման միջոցով։ Այս ուղեծրերի կողմնորոշումը որոշում է մոլեկուլի երկրաչափությունը։ Դա վալենտական կապի տեսության ընդլայնումն է։
Մինչև ատոմային ուղեծրերի ձևավորումը նրանք ունեն տարբեր էներգիաներ, սակայն ձևավորումից հետո բոլոր ուղեծրերն ունեն նույն էներգիան։Օրինակ, s ատոմային ուղեծրը և p ատոմային ուղեծրը կարող են միավորվել և ձևավորել երկու sp ուղեծրեր: s և p ատոմային ուղեծրերն ունեն տարբեր էներգիաներ (p-ի s < էներգիա)։ Բայց հիբրիդացումից հետո այն ձևավորում է երկու sp ուղեծրեր, որոնք ունեն նույն էներգիան, և այդ էներգիան գտնվում է առանձին s և p ատոմային ուղեծրային էներգիաների էներգիաների միջև։ Ավելին, այս sp հիբրիդային ուղեծրը ունի 50% s ուղեծրային բնութագրեր և 50% p ուղեծրային բնութագրեր:
Նկար 02. Կապ ածխածնի ատոմի հիբրիդային օրբիտալների և ջրածնի ատոմների s ուղեծրերի միջև
Հիբրիդացման գաղափարը սկզբում մտավ քննարկման մեջ, քանի որ գիտնականները նկատեցին, որ վալենտական կապի տեսությունը չի կարողացել ճիշտ կանխատեսել որոշ մոլեկուլների կառուցվածքը, ինչպիսիք են CH4Այստեղ, թեև ածխածնի ատոմն ունի միայն երկու չզույգված էլեկտրոն՝ ըստ իր էլեկտրոնային կազմաձևի, այն կարող է ձևավորել չորս կովալենտային կապ։ Չորս կապ ստեղծելու համար պետք է լինի չորս չզույգված էլեկտրոն։
Միակ կերպը, որով նրանք կարող էին բացատրել այս երևույթը, կարծելն էր, որ ածխածնի ատոմի s և p ուղեծրերը միաձուլվում են միմյանց հետ՝ ձևավորելով նոր ուղեծրեր, որոնք կոչվում են հիբրիդային օրբիտալներ, որոնք ունեն նույն էներգիան: Այստեղ մեկ s + երեք p տալիս է 4 sp3 օրբիտալ: Հետևաբար, էլեկտրոնները հավասարապես լրացնում են այս հիբրիդային ուղեծրերը (մեկ էլեկտրոն մեկ հիբրիդային ուղեծրի համար)՝ հնազանդվելով Հունդի կանոնին։ Այնուհետև կան չորս էլեկտրոններ չորս ջրածնի ատոմներով չորս կովալենտային կապերի ձևավորման համար։
Ո՞րն է տարբերությունը մոլեկուլային ուղեծրի տեսության և հիբրիդացման տեսության միջև:
Մոլեկուլային ուղեծրային տեսությունը քվանտային մեխանիկայի միջոցով մոլեկուլների էլեկտրոնային կառուցվածքը նկարագրելու տեխնիկա է: Հիբրիդացման տեսությունը տեխնիկա է, որը մենք օգտագործում ենք մոլեկուլի ուղեծրային կառուցվածքը նկարագրելու համար:Այսպիսով, մոլեկուլային ուղեծրի տեսության և հիբրիդացման տեսության միջև հիմնական տարբերությունն այն է, որ մոլեկուլային ուղեծրի տեսությունը նկարագրում է կապի և հակակապային ուղեծրերի ձևավորումը, մինչդեռ հիբրիդացման տեսությունը նկարագրում է հիբրիդային ուղեծրերի ձևավորումը:
Ավելին, ըստ մոլեկուլային ուղեծրի տեսության, նոր ուղեծրային ձևեր են առաջանում երկու ատոմների ատոմային ուղեծրերի խառնումից, մինչդեռ հիբրիդացման տեսության մեջ նոր ուղեծրային ձևերը կազմում են նույն ատոմի ատոմային ուղեծրերի խառնումը: Հետևաբար, սա ևս մեկ տարբերություն է մոլեկուլային ուղեծրի տեսության և հիբրիդացման տեսության միջև:
Ամփոփում – Մոլեկուլային ուղեծրի տեսություն ընդդեմ հիբրիդացման տեսության
Եվ մոլեկուլային ուղեծրի տեսությունը և հիբրիդացման տեսությունը կարևոր են մոլեկուլի կառուցվածքը որոշելու համար:Մոլեկուլային ուղեծրի տեսության և հիբրիդացման տեսության հիմնական տարբերությունն այն է, որ մոլեկուլային ուղեծրի տեսությունը նկարագրում է կապող և հակակապակցված ուղեծրերի ձևավորումը, մինչդեռ հիբրիդացման տեսությունը նկարագրում է հիբրիդային ուղեծրերի ձևավորումը:
