Молекулалық орбиталь теориясы мен валенттік байланыс теориясы арасындағы негізгі айырмашылық мынада: молекулалық орбиталь теориясы молекулалық орбиталь түзілуін сипаттайды, ал валенттік байланыс теориясы атомдық орбитальдарды сипаттайды.
Әртүрлі молекулалардың химиялық және физикалық қасиеттері осы молекулаларды құру үшін қосылған жеке атомдарға қарағанда әртүрлі. Атомдық және молекулалық қасиеттер арасындағы бұл айырмашылықтарды түсіну үшін молекула жасау үшін бірнеше атомдар арасындағы химиялық байланыстың түзілуін түсіну қажет. Қазіргі уақытта біз молекулалардың коваленттік байланысын және электрондық құрылымын сипаттау үшін екі кванттық механикалық теорияны қолданамыз. Бұл валенттік байланыс теориясы және молекулалық орбиталь теориясы.
Молекулалық орбиталь теориясы дегеніміз не?
Молекулаларда электрондар молекулалық орбитальдарда орналасады, бірақ олардың пішіндері әртүрлі және олар бірнеше атом ядроларымен байланысты. Молекулалық орбитальдар теориясы молекулалық орбитальдарға негізделген молекулалардың сипаттамасы болып табылады.
Молекулярлық орбитальдарды сипаттайтын толқындық функцияны атомдық орбитальдардың сызықтық комбинациясы арқылы алуға болады. Байланыстырушы орбиталь екі атомдық орбиталь бір фазада әрекеттескенде (конструктивті әрекеттесу) пайда болады. Олар фазадан тыс әрекеттескенде (деструктивті әрекеттесу), байланысқа қарсы орбитальдардан. Сондықтан әрбір суборбитальдық әрекеттесу үшін байланыстырушы және байланысқа қарсы орбитальдар бар. Байланыстыратын орбитальдардың энергиясы аз, ал электрондар оларда көбірек орналасады. Байланысқа қарсы орбитальдардың энергиясы жоғары және барлық байланыс орбитальдары толтырылған кезде электрондар барып, байланысқа қарсы орбитальдарды толтырады.
Валенттік байланыс теориясы дегеніміз не?
Валенттік байланыс теориясы молекуладағы электрондар жеке атомдардың атомдық орбитальдарын алады деп болжайтын локализацияланған байланыс тәсіліне негізделген. Мысалы, H2 молекуласының түзілуінде екі сутегі атомы 1s орбитальдарын қабаттасады. Екі орбиталды қабаттастыру арқылы олар кеңістікте ортақ аймақты бөліседі. Бастапқыда екі атом бір-бірінен алшақ болғанда, олардың арасында өзара әрекеттесу болмайды. Демек, потенциалдық энергия нөлге тең.
Атомдар бір-біріне жақындаған сайын әрбір электрон басқа атомдағы ядроға тартылады және сонымен бірге электрондар ядролар сияқты бір-бірін итереді. Атомдар әлі де бөлінген кезде, тартылыс тебілуден үлкен, сондықтан жүйенің потенциалдық энергиясы азаяды. Потенциалды энергия минималды мәнге жеткен кезде жүйе тұрақтылықта болады. Бұл екі сутегі атомы қосылып, молекуланы түзгенде болады.
01-сурет: Pi байланысының түзілуі
Алайда бұл қабаттасатын тұжырымдама H2, F2, HF, т.б. сияқты қарапайым молекулаларды сипаттай алады. Бұл теория түсіндіре алмайды. CH4 сияқты молекулалар Дегенмен, бұл мәселені осы теорияны гибридті орбиталық теориямен біріктіру арқылы шешуге болады. Гибридтену – екі тең емес атомдық орбитальдардың араласуы. Мысалы, CH4 тілінде C әр H-ның s орбитальдарымен қабаттасатын төрт гибридтелген sp3 орбитальға ие.
Молекулалық орбиталь теориясы мен валенттік байланыс теориясының айырмашылығы неде?
Қазір біз молекулалардың коваленттік байланысы мен электрондық құрылымын сипаттау үшін екі кванттық механикалық теорияны қолданамыз. Бұл валенттік байланыс теориясы және молекулалық орбиталь теориясы. Молекулалық орбиталь теориясы мен валенттік байланыс теориясы арасындағы негізгі айырмашылық мынада: молекулалық орбиталь теориясы молекулалық орбиталь түзілуін сипаттайды, ал валенттік байланыс теориясы атомдық орбитальдарды сипаттайды. Сонымен қатар, валенттік байланыс теориясы полиатомды молекулалар үшін емес, екі атомды молекулалар үшін ғана қолданылуы мүмкін. Дегенмен, біз молекулалық орбиталь теориясын кез келген молекула үшін қолдана аламыз.
Қорытынды – Молекулярлық орбиталь теориясы және Валенттік байланыс теориясы
Валенттік байланыс теориясы және молекулалық орбиталь теориясы коваленттік байланыс пен молекулалардың электрондық құрылымын сипаттайтын екі кванттық механикалық теориялар. Молекулалық орбиталь теориясы мен валенттік байланыс теориясы арасындағы негізгі айырмашылық мынада: молекулалық орбиталь теориясы молекулалық орбиталь түзілуін сипаттайды, ал валенттік байланыс теориясы атомдық орбитальдарды сипаттайды.
