Dallimi kryesor midis teorisë së orbitaleve molekulare dhe teorisë së hibridizimit është se teoria e orbitaleve molekulare përshkruan formimin e orbitaleve të lidhjes dhe anti-lidhjes, ndërsa teoria e hibridizimit përshkruan formimin e orbitaleve hibride.
Ka teori të ndryshme të zhvilluara për të përcaktuar strukturat elektronike dhe orbitale të molekulave. Teoria VSEPR, teoria e Lewis, teoria e lidhjes së valencës, teoria e hibridizimit dhe teoria orbitale molekulare janë teori kaq të rëndësishme. Teoria më e pranueshme ndër to është teoria molekulare orbitale.
Çfarë është Teoria Molekulare Orbitale?
Teoria orbitale molekulare është një teknikë e përshkrimit të strukturës elektronike të molekulave duke përdorur mekanikën kuantike. Është mënyra më produktive për të shpjeguar lidhjen kimike në molekula. Le ta diskutojmë këtë teori në detaje.
Së pari, ne duhet të dimë se çfarë janë orbitalet molekulare. Një lidhje kimike formohet midis dy atomeve kur forca tërheqëse neto midis dy bërthamave atomike dhe elektroneve në mes tyre tejkalon zmbrapsjen elektrostatike midis dy bërthamave atomike. Në thelb, kjo do të thotë, forcat tërheqëse midis dy atomeve duhet të jenë më të larta se forcat refuzuese midis këtyre dy atomeve. Këtu, elektronet duhet të ekzistojnë në një rajon të quajtur "rajon lidhës", për të formuar këtë lidhje kimike. Nëse jo, elektronet do të jenë në "rajonin anti-lidhës" i cili do të ndihmojë forcën refuzuese midis atomeve.
Megjithatë, nëse plotësohen kërkesat dhe formohet një lidhje kimike midis dy atomeve, atëherë orbitalet përkatëse të përfshira në lidhje quhen orbitale molekulare. Këtu, ne mund të fillojmë me dy orbitale të dy atomeve dhe të përfundojmë me një orbitale (orbitalin molekular) që u përket të dy atomeve.
Sipas mekanikës kuantike, orbitalet atomike nuk mund të shfaqen apo zhduken siç dëshirojmë. Kur orbitalet ndërveprojnë me njëra-tjetrën, ato priren të ndryshojnë format e tyre në përputhje me rrethanat. Por sipas mekanikës kuantike, ato janë të lira të ndryshojnë formën, por duhet të kenë të njëjtin numër orbitalësh. Atëherë duhet të gjejmë orbitalin që mungon. Këtu, kombinimi në fazë i dy orbitaleve atomike e bën lidhjen orbitale ndërsa kombinimi jashtëfazor formon orbitalin anti-lidhje.
Figura 01: Diagrami molekular orbital
Elektronet lidhëse zënë orbitalën e lidhjes ndërsa elektronet në orbitalën kundër lidhjes nuk marrin pjesë në formimin e lidhjes. Përkundrazi, këto elektrone kundërshtojnë në mënyrë aktive formimin e lidhjes kimike. Orbitalja lidhëse ka energji potenciale më të ulët se orbitalja kundër lidhjes. Nëse marrim parasysh një lidhje sigma, shënimi për orbitalin lidhës është σ, dhe orbitalja kundër lidhjes është σ. Ne mund ta përdorim këtë teori për të përshkruar strukturën e molekulave të ndërlikuara për të shpjeguar pse disa molekula nuk ekzistojnë (p.sh. He2) dhe renditjen e lidhjeve të molekulave. Kështu, ky përshkrim shpjegon shkurtimisht bazën e teorisë molekulare orbitale.
Çfarë është Teoria e Hibridizimit?
Teoria e hibridizimit është një teknikë që ne përdorim për të përshkruar strukturën orbitale të një molekule. Hibridizimi është formimi i orbitaleve hibride duke përzier dy ose më shumë orbitale atomike. Orientimi i këtyre orbitaleve përcakton gjeometrinë e molekulës. Është një zgjerim i teorisë së lidhjes së valencës.
Përpara formimit të orbitaleve atomike, ato kanë energji të ndryshme, por pas formimit, të gjitha orbitalet kanë të njëjtën energji. Për shembull, një orbitale atomike s dhe një orbitale atomike p mund të kombinohen për të formuar dy orbitale sp. Orbitalet atomike s dhe p kanë energji të ndryshme (energjia e s < energji e p). Por pas hibridizimit, ajo formon dy orbitale sp të cilat kanë të njëjtën energji dhe kjo energji shtrihet midis energjive të energjive individuale s dhe p atomike orbitale. Për më tepër, kjo orbitale hibride sp ka 50% karakteristika orbitale dhe 50% karakteristika orbitale p.
Figura 02: Lidhja ndërmjet orbitaleve hibride të një atomi karboni dhe orbitaleve s të atomeve të hidrogjenit
Ideja e hibridizimit hyri fillimisht në diskutim sepse shkencëtarët vunë re se teoria e lidhjes së valencës nuk arriti të parashikonte saktë strukturën e disa molekulave si CH4Këtu, megjithëse atomi i karbonit ka vetëm dy elektrone të paçiftuara sipas konfigurimit të tij elektronik, ai mund të formojë katër lidhje kovalente. Për të formuar katër lidhje, duhet të ketë katër elektrone të paçiftëzuara.
E vetmja mënyrë që ata mund ta shpjegonin këtë fenomen ishte të mendonin se orbitalet s dhe p të atomit të karbonit shkrihen me njëra-tjetrën për të formuar orbitale të reja të quajtura orbitale hibride që kanë të njëjtën energji. Këtu, një s + tre p jep 4 sp3 orbitale. Prandaj, elektronet i mbushin këto orbitale hibride në mënyrë të barabartë (një elektron për orbital hibride), duke iu bindur rregullit të Hundit. Pastaj janë katër elektrone për formimin e katër lidhjeve kovalente me katër atome hidrogjeni.
Cili është ndryshimi midis teorisë molekulare orbitale dhe teorisë së hibridizimit?
Teoria orbitale molekulare është një teknikë e përshkrimit të strukturës elektronike të molekulave duke përdorur mekanikën kuantike. Teoria e hibridizimit është një teknikë që përdorim për të përshkruar strukturën orbitale të një molekule. Pra, ndryshimi kryesor midis teorisë së orbitaleve molekulare dhe teorisë së hibridizimit është se teoria orbitale molekulare përshkruan formimin e orbitaleve të lidhjes dhe anti-lidhjes, ndërsa teoria e hibridizimit përshkruan formimin e orbitaleve hibride.
Për më tepër, sipas teorisë molekulare të orbitaleve, formohen orbitale të reja nga përzierja e orbitaleve atomike të dy atomeve, ndërsa në teorinë e hibridizimit, format e reja orbitale formojnë përzierjen e orbitaleve atomike të të njëjtit atom. Prandaj, ky është një tjetër ndryshim midis teorisë molekulare orbitale dhe teorisë së hibridizimit.
Përmbledhje – Teoria Orbitale Molekulare kundër Teorisë së Hibridizimit
Të dy teoria orbitale molekulare dhe teoria e hibridizimit janë të rëndësishme në përcaktimin e strukturës së një molekule. Dallimi kryesor midis teorisë së orbitaleve molekulare dhe teorisë së hibridizimit është se teoria orbitale molekulare përshkruan formimin e orbitaleve lidhëse dhe anti-lidhje, ndërsa teoria e hibridizimit përshkruan formimin e orbitaleve hibride.
