Klíčový rozdíl mezi hybridními a degenerovanými orbitaly je ten, že hybridní orbitaly jsou nové orbitaly, které se tvoří smícháním dvou nebo více orbitalů, zatímco degenerované orbitaly původně existují v atomu.
Jak už název napovídá, hybridní orbital je hybrid dvou nebo více orbitalů. Přestože název degenerovaný orbital vypadá stejně, nejde o nově vzniklé orbitaly – existují již v atomu. Navíc všechny hybridní orbitaly v molekule mají stejnou energii, zatímco degenerované orbitaly v atomu mají stejnou energii.
Co jsou hybridní orbitaly?
Hybridní orbitaly jsou orbitaly vzniklé kombinací dvou nebo více atomových orbitalů. Tomuto kombinovanému procesu říkáme hybridizace. Před vznikem těchto orbitalů mohou mít atomové orbitaly různé energie, ale po vzniku mají všechny orbitaly stejnou energii. Například atomový orbital s a atomový orbital p se mohou spojit a vytvořit dva orbitaly sp. Atomové orbitaly s a p mají různé energie (energie s < energie p). Ale hybridizace vede k vytvoření dvou sp orbitalů se stejnou energií; tato energie leží mezi energiemi jednotlivých atomových orbitálních energií s a p. Navíc tento hybridní orbital sp má 50 % orbitální charakteristiky s a 50 % orbitální charakteristiky p.
Obrázek 01: Sp Hybridizace
Myšlenka hybridizace se poprvé objevila v diskuzi, protože vědci zjistili, že teorie valenčních vazeb nedokáže správně předpovědět strukturu některých molekul, jako je CH4Přestože atom uhlíku má podle své elektronové konfigurace pouze dva nepárové elektrony, může tvořit čtyři kovalentní vazby. Aby se vytvořily čtyři vazby, musí existovat čtyři nepárové elektrony. Jediným způsobem, jak vysvětlit tento jev, bylo myslet si, že s a p orbitaly atomu uhlíku se vzájemně spojí a vytvoří nové orbitaly zvané hybridní orbitaly, které mají stejnou energii. Zde jedno s + tři p dává 4 sp3 orbitaly. Proto elektrony vyplňují tyto hybridní orbitaly rovnoměrně (jeden elektron na hybridní orbital), přičemž se řídí Hundovým pravidlem. Pak existují čtyři elektrony pro vytvoření čtyř kovalentních vazeb se čtyřmi atomy vodíku.
Co jsou degenerované orbitaly?
Denigrate orbitaly jsou atomové orbitaly se stejnou energií. Například v orbitálním podslupce p jsou tři atomové orbitaly, které se od sebe liší podle prostorového uspořádání. Přestože energie těchto tří orbitalů p je stejná, jsou odlišně uspořádány; proto je nazýváme degenerované orbitaly.
Obrázek 02: Prostorové uspořádání tří p orbitalů
V přítomnosti vnějšího magnetického pole však můžeme degeneraci odstranit. Je to proto, že degenerované orbitaly mají tendenci získávat různé energie v přítomnosti tohoto vnějšího magnetického pole a už to nejsou degenerované orbitaly. Kromě toho, pět orbitalů d v podslupce d jsou také degenerované orbitaly, protože mají stejnou energii.
Jaký je rozdíl mezi hybridními a degenerovanými orbitaly?
Klíčový rozdíl mezi hybridními a degenerovanými orbitaly je ten, že hybridní orbitaly jsou nové orbitaly vzniklé smícháním dvou nebo více orbitalů, zatímco degenerované orbitaly jsou orbitaly, které původně existují v atomu. Hybridní orbitaly jsou dále molekulární orbitaly, zatímco degenerované orbitaly jsou atomové orbitaly. Hybridní orbitaly jsou navíc molekulární orbitaly se stejnou energií, zatímco degenerované orbitaly jsou atomové orbitaly se stejnou energií. Například sp, sp2 a sp3 orbitaly jsou hybridní orbitaly, zatímco tři orbitaly p v podslupce p.
Shrnutí – Hybridní vs. degenerované orbitaly
Hybridní orbitaly jsou molekulární orbitaly, zatímco degenerované orbitaly jsou atomové orbitaly. Klíčový rozdíl mezi hybridními a degenerovanými orbitaly je ten, že hybridní orbitaly vznikají smícháním dvou nebo více orbitalů, zatímco degenerované orbitaly původně existují v atomu.
