በሞለኪውላር ኦርቢታል ቲዎሪ እና hybridization ቲዎሪ መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የሞለኪውላር ኦርቢታል ንድፈ ሃሳብ ትስስር እና ፀረ-ቦንድንግ ምህዋር መፈጠርን የሚገልፅ ሲሆን የማዳቀል ፅንሰ-ሀሳብ ግን የድብልቅ ምህዋር መፈጠርን ይገልፃል።
የሞለኪውሎችን ኤሌክትሮኒክ እና ምህዋር አወቃቀሮችን ለማወቅ የተለያዩ ንድፈ ሃሳቦች ተዘጋጅተዋል። የVSEPR ቲዎሪ፣ የሉዊስ ቲዎሪ፣ የቫሌንስ ቦንድ ንድፈ ሃሳብ፣ የማዳቀል ንድፈ ሃሳብ እና ሞለኪውላር ምህዋር ንድፈ ሃሳብ ወሳኝ ንድፈ ሐሳቦች ናቸው። ከነሱ መካከል በጣም ተቀባይነት ያለው ንድፈ-ሐሳብ የሞለኪውላር ምህዋር ቲዎሪ ነው።
Molecular Orbital Theory ምንድን ነው?
Molecular orbital theory ኳንተም ሜካኒኮችን በመጠቀም የሞለኪውሎችን ኤሌክትሮኒክ አወቃቀር የሚገልፅ ዘዴ ነው። በሞለኪውሎች ውስጥ የኬሚካል ትስስርን ለማብራራት በጣም ውጤታማው መንገድ ነው። እስቲ ይህን ጽንሰ ሐሳብ በዝርዝር እንወያይ።
በመጀመሪያ፣ ሞለኪውላር ምህዋር ምን እንደሆነ ማወቅ አለብን። በሁለት አቶሞች መካከል ያለው የኬሚካል ትስስር የሚፈጠረው በሁለቱ አቶሚክ አስኳሎች እና በመካከላቸው ባለው ኤሌክትሮኖች መካከል ያለው የተጣራ ማራኪ ኃይል በሁለት አቶሚክ ኒዩክሊዮች መካከል ካለው ኤሌክትሮስታቲክ መገለል ሲበልጥ ነው። በመሠረቱ ይህ ማለት በሁለት አተሞች መካከል ያሉት ማራኪ ኃይሎች በሁለቱ አተሞች መካከል ካሉት አስጸያፊ ኃይሎች የበለጠ መሆን አለባቸው። እዚህ፣ ኤሌክትሮኖች ይህንን ኬሚካላዊ ትስስር ለመፍጠር “ቢንዲንግ ክልል” በሚባል ክልል ውስጥ መኖር አለባቸው። ካልሆነ ኤሌክትሮኖች በ "ፀረ-ቢንዲንግ ክልል" ውስጥ ይሆናሉ ይህም በአተሞች መካከል ያለውን አስጸያፊ ኃይል ይረዳል።
ነገር ግን መስፈርቶቹ ከተሟሉ እና በሁለት አተሞች መካከል የኬሚካላዊ ትስስር ከተፈጠረ፣በመያያዝ ውስጥ የሚገኙት ተዛማጅ ምህዋሮች ሞለኪውላር ኦርቢታልስ ይባላሉ።እዚህ ላይ በሁለት አተሞች በሁለት ምህዋሮች ልንጀምር እና የሁለቱም አተሞች በሆነው አንድ ምህዋር (ሞለኪውላር ኦርቢታል) እንጨርሰዋለን።
እንደ ኳንተም ሜካኒክስ፣ አቶሚክ ምህዋር እንደፈለግን ሊታዩ ወይም ሊጠፉ አይችሉም። ምህዋሮች እርስ በርሳቸው በሚገናኙበት ጊዜ, ቅርጻቸውን እንደዚሁ ይለውጣሉ. ነገር ግን በኳንተም ሜካኒክስ መሰረት, ቅርጹን ለመለወጥ ነፃ ናቸው ነገር ግን ተመሳሳይ የኦርቢቶች ቁጥር ሊኖራቸው ይገባል. ከዚያም የጎደለውን ምህዋር መፈለግ አለብን. እዚህ፣ የሁለቱ የአቶሚክ ምህዋሮች ውስጠ-ደረጃ ጥምረት ትስስሩን ምህዋር ያደርገዋል ከደረጃ ውጭ ውህድ ደግሞ ፀረ-መተሳሰሪያ ምህዋርን ይመሰርታል።
ስእል 01፡ ሞለኪውላር ኦርቢታል ዲያግራም
የመተሳሰሪያ ኤሌክትሮኖች የመተሳሰሪያ ምህዋርን ሲይዙ በፀረ-ቦንዲንግ ምህዋር ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች በቦንድ ምስረታ ላይ አይሳተፉም።ይልቁንም እነዚህ ኤሌክትሮኖች የኬሚካላዊ ትስስር መፈጠርን በንቃት ይቃወማሉ. የመተሳሰሪያ ምህዋር ከፀረ-መተሳሰሪያ ምህዋር ያነሰ እምቅ ሃይል አለው። የሲግማ ማስያዣን ከግምት ውስጥ የምናስገባ ከሆነ፣ የቦንድንግ ኦርቢታል መግለጫው σ ነው፣ እና ፀረ-መተሳሰሪያ ምህዋር σ ነው። ይህንን ንድፈ ሃሳብ በመጠቀም የተወሳሰቡ ሞለኪውሎችን አወቃቀር ለመግለጽ አንዳንድ ሞለኪውሎች ለምን እንደማይኖሩ (ማለትም He2) እና የሞለኪውሎች ትስስር ቅደም ተከተል ለመግለጽ እንችላለን። ስለዚህም ይህ መግለጫ የሞለኪውላር ምህዋር ንድፈ ሃሳብን መሰረት ባጭሩ ያብራራል።
የማዳቀል ቲዎሪ ምንድነው?
ሃይብሪዲዜሽን ቲዎሪ የአንድን ሞለኪውል ምህዋር አወቃቀር ለመግለጽ የምንጠቀምበት ዘዴ ነው። ማዳቀል ሁለት ወይም ከዚያ በላይ የሆኑ የአቶሚክ ምህዋሮችን በማቀላቀል ድቅል ምህዋር መፈጠር ነው። የእነዚህ ምህዋሮች አቅጣጫ የሞለኪውል ጂኦሜትሪ ይወስናል። የቫሌንስ ቦንድ ቲዎሪ ማስፋፋት ነው።
የአቶሚክ ምህዋሮች ከመፈጠሩ በፊት የተለያዩ ሃይሎች አሏቸው ነገርግን ከተፈጠሩ በኋላ ሁሉም ምህዋሮች ሃይላቸው አንድ አይነት ነው።ለምሳሌ፣ አንድ s አቶሚክ ምህዋር፣ እና ፒ አቶሚክ ምህዋር አንድ ላይ ተጣምረው ሁለት sp orbitals ሊፈጥሩ ይችላሉ። የ s እና p አቶሚክ ምህዋሮች የተለያዩ ሃይሎች አሏቸው (የ s < ኢነርጂ ኦፍ ፒ)። ነገር ግን ከተዳቀለው በኋላ፣ አንድ አይነት ሃይል ያላቸው ሁለት ስፒ ምህዋሮች ይመሰረታል፣ እና ይህ ሃይል የሚገኘው በግለሰቦች እና በፒ አቶሚክ ምህዋር ሃይሎች መካከል ነው። ከዚህም በላይ ይህ sp hybrid orbital 50% s orbital properties እና 50% p የምሕዋር ባህሪያት አሉት።
ስእል 02፡ የካርቦን አቶም ሃይብሪድ ኦርቢታሎች እና የሃይድሮጅን አተሞች ኦርቢታልስ
የማዳቀል ሃሳብ መጀመሪያ ወደ ውይይቱ ገባ ምክንያቱም ሳይንቲስቶች የቫሌንስ ቦንድ ቲዎሪ የአንዳንድ ሞለኪውሎች አወቃቀር እንደ CH4 በትክክል መተንበይ ተስኖታልእዚህ ምንም እንኳን የካርቦን አቶም በኤሌክትሮን አወቃቀሩ መሰረት ሁለት ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች ብቻ ቢኖሩትም አራት ኮቫለንት ቦንድ ሊፈጥር ይችላል። አራት ቦንዶችን ለመፍጠር አራት ያልተጣመሩ ኤሌክትሮኖች መኖር አለባቸው።
ይህን ክስተት የሚያብራሩበት ብቸኛው መንገድ s እና p orbitals of carbon atom ፊውዝ እርስ በርስ ሲዋሃዱ ተመሳሳይ ሃይል ያላቸው ሃይብሪድ ኦርቢታልስ የሚባሉ አዳዲስ ምህዋሮች እንዲፈጠሩ ማሰብ ነበር። እዚህ አንድ ሰ + ሶስት ፒ 4 ስፒ3 orbitals ይሰጣል። ስለዚህ ኤሌክትሮኖች የሃውንድ ህግን በማክበር እነዚህን ድቅል ምህዋር በእኩል ይሞላሉ (አንድ ኤሌክትሮን በሃይብሪድ ኦርቢታል)። ከዚያም አራት ሃይድሮጂን አተሞች ያሉት አራት ኮቫለንት ቦንዶች የሚፈጠሩበት አራት ኤሌክትሮኖች አሉ።
በሞለኪውላር ኦርቢታል ቲዎሪ እና ማዳቀል ቲዎሪ መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
የሞለኪውላር ምህዋር ቲዎሪ ኳንተም ሜካኒኮችን በመጠቀም የሞለኪውሎችን ኤሌክትሮኒክ አወቃቀር የሚገልፅ ዘዴ ነው። የማዳቀል ንድፈ ሐሳብ የአንድን ሞለኪውል ምህዋር አወቃቀር ለመግለጽ የምንጠቀምበት ዘዴ ነው።ስለዚህ በሞለኪውላር ኦርቢታል ንድፈ ሃሳብ እና በሃይብሪዲዜሽን ቲዎሪ መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የሞለኪውላር ኦርቢታል ንድፈ ሃሳብ ትስስር እና ፀረ-ቦንድንግ ምህዋር መፈጠርን ሲገልጽ የማዳቀል ንድፈ ሃሳብ ግን የድብልቅ ምህዋር መፈጠርን ይገልጻል።
ከዚህም በተጨማሪ በሞለኪውላር ምህዋር ንድፈ ሃሳብ መሰረት የሁለት አተሞች የአቶሚክ ምህዋሮች በመደባለቅ አዳዲስ ምህዋር ቅርጾችን በማዳቀል ፅንሰ-ሀሳብ ውስጥ አዲስ ኦርቢታል ቅርጾች የአንድ አቶም የአቶሚክ ምህዋሮች መቀላቀልን ይፈጥራሉ። ስለዚህ፣ ይህ በሞለኪውላር ኦርቢታል ቲዎሪ እና በድብልቅ ንድፈ ሃሳብ መካከል ያለው ሌላ ልዩነት ነው።
ማጠቃለያ - ሞለኪውላር ኦርቢታል ቲዎሪ vs ማዳቀል ቲዎሪ
ሁለቱም ሞለኪውላር ኦርቢታል ቲዎሪ እና የማዳቀል ንድፈ ሃሳብ የአንድን ሞለኪውል አወቃቀር ለመወሰን አስፈላጊ ናቸው።በሞለኪውላር ኦርቢታል ቲዎሪ እና hybridization ንድፈ ሃሳብ መካከል ያለው ቁልፍ ልዩነት የሞለኪውላር ኦርቢታል ንድፈ ሃሳብ ትስስር እና ፀረ-መተሳሰሪያ ምህዋሮች መፈጠርን ሲገልፅ የማዳቀል ፅንሰ-ሀሳብ ደግሞ ድቅል ምህዋር መፈጠሩን ይገልጻል።
