Forskel mellem molekylær orbital og atomisk orbital

Det vigtigste forskel mellem molekylær orbital og atomisk orbital er det atomiske orbitaler beskriver de steder, hvor sandsynligheden for at finde elektronerne er høj i et atom, mens molekylære orbitaler beskriver de sandsynlige placeringer af elektroner i et molekyle.

Bindingen i molekyler blev forstået på en ny måde med de nye teorier præsenteret af Schrodinger, Heisenberg og Paul Dirac. Da kvantemekanik kom ind i billedet med deres fund, blev det opdaget, at et elektron har både partikel- og bølgeegenskaber. Med dette udviklede Schrodinger ligninger for at finde bølgen naturen af et elektron og kom med bølgeforligningen og bølgefunktionen. Bølgefunktion (Ψ) svarer til forskellige tilstande for elektronet.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er en molekylær orbital
3. Hvad er en atomisk orbital
4. Sammenligning side ved side - Molecular Orbital vs Atomic Orbital i tabelform
5. Resume

Hvad er en molekylær orbital?

Atomer går sammen og danner molekyler. Når to atomer bevæger sig tættere på hinanden for at danne et molekyle, overlapper atomiske orbitaler og kombineres for at blive molekylære orbitaler. Antallet af nydannede molekylære orbitaler er lig med antallet af kombinerede atomiske orbitaler. Desuden omgiver den molekylære orbital de to kerner i atomerne, og elektroner kan bevæge sig omkring begge kerner. Tilsvarende atomare orbitaler indeholder molekylære orbitaler maksimalt 2 elektroner, der har modsatte spins.

Figur 01: Molekylære orbitaler i en molekyle

Der er desuden to typer molekylære orbitaler: binding af molekylære orbitaler og antistondende molekylære orbitaler. Binding af molekylære orbitaler indeholder elektroner i jordtilstanden, mens antistillende bindende molekylære orbitaler ikke indeholder elektroner i jordtilstanden. Endvidere kan elektroner optage antistoffer, hvis molekylet er i den ophidsede tilstand.

Hvad er en atomisk orbital?

Max Born påpegede en fysisk betydning for bølgefunktionens firkant (Ψ2), efter at Schrodinger fremførte sin teori. I følge Born udtrykker Ψ2 sandsynligheden for at finde et elektron på et bestemt sted; hvis Ψ2 er en stor værdi, er sandsynligheden for at finde elektronet i dette rum højere. Derfor er rummet sandsynlighedstætheden i rummet stor. Hvis Ψ2 imidlertid er lav, er elektron sandsynlighedstætheden lav. Diagrammerne med Ψ2 i x-, y- og z-akser viser disse sandsynligheder, og de har form som s, p, d og f orbitaler. Vi kalder disse atomiske orbitaler.

Figur 02: Forskellige atomiske orbitaler

Desuden definerer vi en atomisk orbital som et område i rummet, hvor sandsynligheden for at finde et elektron er stort i et atom. Vi kan karakterisere disse orbitaler med kvantetal, og hver atombane kan rumme to elektroner med modsatte spins. Når vi for eksempel skriver elektronkonfigurationen, skriver vi den som 1s2, 2s2, 2p6, 3s2. 1, 2, 3… .n heltalværdier er kvanttalene. Overskriften efter orbitalnavnet viser antallet af elektroner i den orbital. s orbitaler er kugleformede, og små, mens P orbitaler er håndvægtsformede med to fliser. Her er den ene flamme positiv, mens den anden er negativ. Desuden er det sted, hvor to lobber berører hinanden, knuden. Der er 3 p orbitaler som x, y og z. De er arrangeret i rummet på en sådan måde, at deres akser er vinkelret på hinanden.

Der er fem d orbitaler og 7 f orbitaler med forskellige former. Følgende er det samlede antal elektroner, der kan opholde sig i en orbital.

s orbital-2 elektroner
p orbitaler - 6 elektroner
d orbitaler - 10 elektroner
f orbitaler - 14 elektroner

Hvad er forskellen mellem molekylær orbital og atomisk orbital?

Den vigtigste forskel mellem molekylær orbital og atomisk orbital er, at atomiske orbitaler beskriver de steder, hvor sandsynligheden for at finde elektronerne er høj i et atom, mens molekylære orbitaler beskriver de sandsynlige placeringer af elektroner i et molekyle. Derudover er atomare orbitaler til stede i atomer, mens molekylære orbitaler er til stede i molekyler. Derudover resulterer kombinationen af atomare orbitaler i dannelsen af molekylære orbitaler. Endvidere benævnes atomiske orbitaler som s, p, d og f, medens der er to typer af molekylære orbitaler som binding og antistondende molekylære orbitaler.

Resume - Molecular Orbital vs Atomic Orbital

Reference:

1. Helmenstine, Anne Marie. "Orbital definition og eksempel." ThoughtCo, maj. 7, 2019, tilgængelig her.

Billede høflighed:

1. “Rumfyldningsmodel af en pi-binding (binding af molekylær orbital med π-symmetri) genereret af overlapningen af…” Af Ben Mills (Public Domain) via Public Domain Files
2. “Atom-orbital-clouds spd m0” Af Geek3 - Eget arbejde; oprettet med brint-sky i PythonDenne png-grafik blev oprettet med Python (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia

Videnskab & natur