Belangrijkste verschil - Atomic Orbital vs Molecular Orbital

Orbitaal wordt gedefinieerd als een gebied waar de kans op het vinden van een elektron groot is. Atomen hebben hun eigen elektronen die rond de kern draaien. Wanneer deze orbitalen elkaar overlappen om moleculen te vormen door de binding, worden de orbitalen moleculaire orbitalen genoemd. Valentiebindingstheorie en moleculaire orbitaaltheorie verklaren respectievelijk de eigenschappen van atomaire en moleculaire orbitalen. Orbitalen kunnen maximaal twee elektronen bevatten. Het belangrijkste verschil tussen atomaire en moleculaire orbitaal is dat de elektronen in een atoomorbitaal worden beïnvloed door één positieve kern, terwijl de elektronen van een moleculaire orbitaal worden beïnvloed door de twee of meer kernen, afhankelijk van het aantal atomen in een molecuul.

Dit artikel legt uit,

1. Wat is Atomic Orbital? - Definitie, kenmerken, eigenschappen 2. Wat is moleculaire orbitaal? - Definitie, kenmerken, functies 3. Wat is het verschil tussen Atomic Orbital en Molecular Orbital?

Wat is een atomaire orbitaal?

De atoomorbitaal is een gebied met de grootste kans om een ​​elektron te vinden. Kwantummechanica verklaart de waarschijnlijkheid van de locatie van een elektron van een atoom. Het verklaart niet de exacte energie van een elektron op een gegeven moment. Het wordt uitgelegd in het onzekerheidsprincipe van Heisenberg. De elektronendichtheid van een atoom kan worden gevonden uit de oplossingen van de Schrodinger-vergelijking. Een atomaire orbitaal kan maximaal twee elektronen hebben. Atomaire orbitalen worden aangeduid als s-, p-, d- en f-subniveaus. Deze orbitalen hebben verschillende vormen. De s-orbitaal is bolvormig en kan maximaal twee elektronen bevatten. Het heeft één sub-energieniveau. De p-orbitaal is haltervormig en kan maximaal zes elektronen bevatten. Het heeft drie sub-energieniveaus. De d- en f-orbitalen hebben complexere vormen. Het d-niveau heeft vijf sub-energiegroepen en kan maximaal 10 elektronen bevatten, terwijl het f-niveau zeven sub-energieniveaus heeft en maximaal tien en vijftien elektronen kan bevatten. De energieën van orbitalen zijn in volgorde van s <><><>

Figuur 1: Atomaire orbitale typen

Wat is een moleculaire orbitaal?

De eigenschappen van moleculaire orbitalen worden verklaard door de moleculaire orbitaaltheorie. Het werd voor het eerst voorgesteld door F. Hund en R.S. Mulliken in 1932. Volgens de moleculaire orbitaaltheorie verliezen de overlappende atomaire orbitalen hun vorm wanneer atomen worden samengesmolten tot een molecuul door het effect van kernen. De nieuwe orbitalen die in de moleculen aanwezig zijn, worden nu moleculaire orbitalen genoemd. Moleculaire orbitalen worden gevormd door de combinatie van bijna dezelfde energie-atoomorbitalen. In tegenstelling tot atomaire orbitalen, behoren de moleculaire orbitalen niet tot een enkel atoom in een molecuul, maar tot kernen van alle atomen die het molecuul vormen. De kernen van verschillende atomen gedragen zich dus als een polycentrische kern. De uiteindelijke vorm van de moleculaire orbitaal hangt af van de vormen van atomaire orbitalen die het molecuul vormen. Volgens de Aufbau-regel worden de moleculaire orbitalen gevuld van orbitaal met lage energie tot orbitaal met hoge energie. Net als een atomaire orbitaal kan een moleculaire orbitaal maximaal twee elektronen bevatten. Volgens het principe van Pauli moeten deze twee elektronen echter een tegengestelde spin hebben. Het gedrag van het elektron in een moleculaire orbitaal kan worden beschreven met behulp van de Schrodinger-vergelijking. Vanwege de complexiteit van moleculen is de toepassing van de Schrödinger-vergelijking echter vrij moeilijk. Daarom hebben wetenschappers een methode ontwikkeld om het gedrag van elektronen in een molecuul bij benadering te beoordelen. De methode wordt de lineaire combinatie van atoomorbitalen (LCAO) -methode genoemd.

Figuur 2: Vorming van moleculaire orbitaal

Verschil tussen atomaire orbitaal en moleculaire orbitaal

Definitie

Atomaire orbitaal: Atoomorbitaal is het gebied met de grootste kans om een ​​elektron in een atoom te vinden.

Moleculaire orbitaal: Moleculaire orbitaal is het gebied met de grootste kans om een ​​elektron van een molecuul te vinden.

Vorming

Atomaire orbitaal: Atoomorbitalen worden gevormd door de elektronenwolk rond het atoom.

Moleculaire orbitaal: Moleculaire orbitalen worden gevormd door de fusie van atomaire orbitalen die bijna dezelfde energie hebben.

Vorm

Atomaire orbitaal: De vorm van atomaire orbitalen wordt bepaald door het type atomaire orbitaal (s, p, d of f).

Moleculaire orbitaal: De vorm van de moleculaire orbitaal wordt bepaald door de vormen van atomaire orbitalen die het molecuul maken.

De elektronendichtheid beschrijven

Atomaire orbitaal: Schrödingervergelijking wordt gebruikt.

Moleculaire orbitaal: Lineaire combinatie van atoomorbitalen (LCAO) wordt gebruikt.

Kern

Atomaire orbitaal: Atoomorbitaal is monocentrisch omdat het wordt gevonden rond een enkele kern.

Moleculaire orbitaal: Moleculaire orbitaal is polycentrisch omdat het wordt gevonden rond verschillende kernen.

Effect van Nucleus

Atomaire orbitaal: Enkele kern beïnvloedt de elektronenwolk in atomaire orbitalen

Moleculaire orbitaal: Nog twee kernen beïnvloeden de elektronenwolk in moleculaire orbitalen.

Samenvatting

Zowel atomaire als moleculaire orbitalen zijn gebieden met de hoogste elektronendichtheden in respectievelijk atomen en moleculen. De eigenschappen van atomaire orbitalen worden bepaald door de enkele kern van atomen, terwijl die van moleculaire orbitalen worden bepaald door de combinatie van atomaire orbitalen die het molecuul vormen. Dit is het belangrijkste verschil tussen atomaire orbitaal en moleculaire orbitaal.

Referenties: 1.Verma, N.K., Khanna, S.K., & Kapila, B. (2010). Uitgebreide chemie XI. Laxmi-publicaties.2.Ucko, D.A. (2013). Basis voor scheikunde. Elsevier.3.Mackin, M. (2012). Studiegids voor het begeleiden van basisprincipes voor scheikunde. Elsevier.

Afbeelding Hoffelijkheid:1. "H-atoomorbitaly" door Pajs - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia 2. "Molecular orbitals sq" door Sponk (talk) - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia