Unterschied zwischen Hybridorbitalen und Molekülorbitalen

Hauptunterschied - Hybridorbitale vs. Molekülorbitale

Orbitale sind hypothetische Strukturen, die mit Elektronen gefüllt werden können. Nach verschiedenen Erkenntnissen haben Wissenschaftler unterschiedliche Formen für diese Orbitale vorgeschlagen. Es gibt drei Haupttypen von Orbitalen: Atomorbitale, Molekülorbitale und Hybridorbitale. Atomorbitale sind die hypothetischen Orbitale, die sich um den Atomkern eines Atoms befinden. Molekulare Orbitale sind die hypothetischen Orbitale, die gebildet werden, wenn zwei Atome eine kovalente Bindung zwischen ihnen bilden. Hybridorbitale sind hypothetische Orbitale, die aufgrund der Hybridisierung von Atomorbitalen gebildet werden. Der Hauptunterschied zwischen Hybridorbitalen und Molekülorbitalen ist der Hybridorbitale werden durch Wechselwirkungen von Atomorbitalen im gleichen Atom gebildet, während Molekülorbitale durch Wechselwirkungen von Atomorbitalen zweier verschiedener Atome gebildet werden.

Wichtige Bereiche

1. Was sind Hybrid-Orbitale?
      - Formation, Formen und Eigenschaften
2. Was sind Molekülorbitale?
      - Formation, Formen und Eigenschaften
3. Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Hybridorbitalen und Molekülorbitalen?
      - Überblick über allgemeine Funktionen
4. Was ist der Unterschied zwischen Hybridorbitalen und Molekülorbitalen?
      - Vergleich der wichtigsten Unterschiede

Schlüsselbegriffe: Antibonding Molekülorbital, Atomorbital, Bindung Molekülorbital, Hybridisierung, Hybridorbital, Molekülorbital

Was sind Hybrid-Orbitale?

Hybridorbitale sind hypothetische Orbitale, die durch Mischen von Atomorbitalen im gleichen Atom gebildet werden, um eine kovalente Bindung einzugehen. Mit anderen Worten werden Atomorbitale eines Atoms hybridisiert, um geeignete Orbitale für die chemische Bindung herzustellen. Atomorbitale werden als s-Orbital, p-Orbital, d-Orbital und f-Orbital gefunden. Die Hybridisierung von zwei oder mehr Orbitalen bildet ein neues Hybridorbital. Hybridorbitale werden nach den Atomorbitalen benannt, die eine Hybridisierung durchlaufen. Einige Beispiele sind unten angegeben.

sp Hybridorbital

Diese Orbitale werden gebildet, wenn ein Orbital und ein p-Orbital gemischt werden. Die resultierenden Hybridorbitale haben 50% von s und 50% von p. Die räumliche Anordnung der sp-Orbitale ist linear. Der Bindungswinkel zwischen diesen Orbitalen beträgt daher 180^OC. Die Atome, die sp Hybridisierung erfahren, haben 2 leere p-Orbitale.

sp² Hybridorbital

Diese Orbitale werden gebildet, wenn ein Orbital und 2 p-Orbitale hybridisiert werden. Die resultierenden Hybridorbitale haben etwa 33% der s-Zeichen und etwa 66% der p-Zeichen. Die räumliche Anordnung dieser Orbitale ist trigonal planar. Der Bindungswinkel zwischen diesen Orbitalen beträgt daher 120^ODie Atome, die diese Hybridisierung durchlaufen, haben ein leeres p-Orbital.

sp³ Orbital

Diese Orbitale werden gebildet, wenn eines der Orbitale und die 3-P-Orbitale hybridisiert werden. Die resultierenden Hybridorbitale haben etwa 25% der s-Zeichen und etwa 75% der p-Zeichen. Die räumliche Anordnung dieser Orbitale ist tetraedrisch. Der Bindungswinkel zwischen diesen Orbitalen beträgt daher 109,5^OC. Die Atome, die diese Hybridisierung durchlaufen, haben keine leeren p-Orbitale.

sp³d¹ Orbital

Diese Orbitale werden gebildet, wenn ein Orbital, 3 P-Orbitale und ein D-Orbital hybridisiert werden. Die räumliche Anordnung dieser Orbitale ist trigonal planar. Die Atome, die diese Hybridisierung durchlaufen, haben 4 leere d-Orbitale.

Abbildung 1: sp³ Hybridisierung von H₂O Molekül

Das obige Bild zeigt die Hybridisierung von Atomorbitalen des Sauerstoffmoleküls, um zwei kovalente Bindungen mit zwei Wasserstoffatomen zu bilden.

Was sind Molekülorbitale?

Molekulare Orbitale sind hypothetische Orbitale, die durch das Mischen (Überlappen) von Atomorbitalen verschiedener Atome entstehen. Dies tritt auf, wenn zwischen zwei Atomen eine kovalente Bindung gebildet wird. Wenn beispielsweise eine kovalente Bindung zwischen A- und B-Atomen gebildet wird, werden die Atomorbitale, die die richtige Symmetrie aufweisen, gemischt und bilden ein Molekülorbital. Molekülorbitale sind daher die Bereiche, in denen sich die meisten Bindungselektronen zwischen zwei Atomen befinden. Molekulare Orbitale können in zwei Arten als bindende Orbitale und als antibindende Orbitale gefunden werden.

Bindung molekularer Orbitale

Diese Orbitale haben im Vergleich zu Atomorbitalen, die die Bildung des Molekülorbitals durchlaufen, weniger Energie. Daher sind diese Orbitale stabil. Das Bindungselektronenpaar kann in diesem Orbital gefunden werden.

Antibondende Molekülorbitale

Diese Orbitale haben eine höhere Energie als atomare Orbitale und bindende Molekülorbitale. Daher sind sie weniger stabil. Meist sind diese Orbitale leer.

Abbildung 2: Das Molekülorbitaldiagramm von O₂ Molekül

Das obige Bild zeigt das Molekülorbitaldiagramm für zweiatomigen Sauerstoff. Das Symbol "σ" zeigt das Sigma-Bonding-Molekülorbital und "σ *" das antibindende Orbital an.

Ähnlichkeiten zwischen Hybridorbitalen und Molekülorbitalen

• Hybridorbitale und Molekülorbitale werden durch das Mischen von Atomorbitalen gebildet.
• Beide Orbitaltypen zeigen die wahrscheinlichste Position des Bindungselektronenpaares.

Unterschied zwischen Hybridorbitalen und Molekülorbitalen

Definition

Hybrid-Orbitale: Hybridorbitale sind hypothetische Orbitale, die durch Mischen von Atomorbitalen im gleichen Atom gebildet werden, um eine kovalente Bindung einzugehen.

Molekulare Orbitale: Molekulare Orbitale sind hypothetische Orbitale, die durch das Mischen (Überlappen) von Atomorbitalen verschiedener Atome entstehen.

Atome

Hybrid-Orbitale:  Hybridorbitale werden im selben Atom gebildet.

Molekulare Orbitale:  Molekulare Orbitale werden zwischen zwei Atomen gebildet.

Antibonding Orbital

Hybrid-Orbitale:  Hybrid-Orbitale geben keine Informationen über antibondierende Orbitale.

Molekulare Orbitale: Molekulare Orbitale geben Auskunft über antibondierende Orbitale.

Fazit

Sowohl Hybridorbitale als auch Molekülorbitale sind hypothetische Orbitale, die die wahrscheinlichste Position von Elektronen in Atomen oder zwischen Atomen zeigen. Sie sind sehr wichtig, um die Form eines Moleküls vorherzusagen. Der Hauptunterschied zwischen Hybridorbitalen und Molekülorbitalen besteht darin, dass Hybridorbitale durch die Wechselwirkungen von Atomorbitalen im selben Atom gebildet werden, während Molekülorbitale durch die Wechselwirkungen von Atomorbitalen zweier verschiedener Atome gebildet werden.

Verweise:

1. Libretexte "Hybrid-Orbitale". Chemie LibreTexts. Textsammlung, 21. Juli 2016. Web. Hier verfügbar. 14. August 2017. 
2. Texttexte. "Wie man molekulare Orbitale baut." Chemie LibreTexts. Textsammlung, 21. Juli 2016. Web. Hier verfügbar. 14. August 2017. 

Bildhöflichkeit:

1. "Sp3-Hybridisierung von H2O" Von Holmescallas - Eigene Arbeit (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia
2. „Sauerstoffmolekül-Orbitaldiagramm“ Von Anthony. Sebastian - (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia