A legfontosabb különbség a molekulapálya-elmélet és a vegyértékkötés-elmélet között az, hogy a molekulapálya-elmélet a molekuláris pálya kialakulását írja le, míg a vegyértékkötés-elmélet az atompályákat.
A különböző molekulák eltérő kémiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az egyes atomok, amelyek egyesülve alkották ezeket a molekulákat. Ahhoz, hogy megértsük ezeket az atomi és molekuláris tulajdonságok közötti különbségeket, meg kell érteni a kémiai kötések kialakulását több atom között a molekula létrehozásához. Jelenleg két kvantummechanikai elméletet használunk a molekulák kovalens kötésének és elektronszerkezetének leírására. Ezek a vegyértékkötés-elmélet és a molekuláris pályaelmélet.
Mi az a molekuláris pályaelmélet?
A molekulákban az elektronok molekulapályákon helyezkednek el, de alakjuk eltérő, és egynél több atommaghoz kapcsolódnak. A molekuláris pályaelmélet a molekulák leírása molekuláris pályákon alapulva.
A molekuláris pályát leíró hullámfüggvényt atompályák lineáris kombinációjával kaphatjuk meg. Egy kötőpálya akkor jön létre, amikor két atompálya kölcsönhatásba lép ugyanabban a fázisban (konstruktív kölcsönhatás). Amikor fázison kívül lépnek kölcsönhatásba (destruktív kölcsönhatás), a kötést gátló pályák innen indulnak. Ezért minden szuborbitális interakcióhoz léteznek kötő- és kötőpályák. A kötőpályák energiája alacsony, és az elektronok nagyobb valószínűséggel tartózkodnak rajtuk. A kötésgátló pályák nagy energiájúak, és amikor az összes kötőpálya megtelik, az elektronok elmennek és kitöltik a kötésgátló pályákat.
Mi az a Valence Bond-elmélet?
A vegyértékkötés-elmélet a lokalizált kötés-megközelítésen alapul, amely feltételezi, hogy egy molekulában az elektronok az egyes atomok atomi pályáit foglalják el. Például a H2 molekula kialakulásakor két hidrogénatom átfedi az 1s pályáját. A két orbitális átfedésével közös régiójuk van a térben. Kezdetben, amikor a két atom távol van egymástól, nincs kölcsönhatás közöttük. Ezért a potenciális energia nulla.
Ahogy az atomok közelednek egymáshoz, minden elektront vonz a másik atom magja, és ezzel egyidejűleg az elektronok taszítják egymást, akárcsak az atommagok. Amíg az atomok még szétválnak, a vonzás nagyobb, mint a taszítás, így a rendszer potenciális energiája csökken. Azon a ponton, ahol a potenciális energia eléri a minimális értéket, a rendszer stabilitásban van. Ez történik, amikor két hidrogénatom találkozik, és létrehozza a molekulát.
01. ábra: Pi-kötés kialakulása
Ez az átfedő fogalom azonban csak olyan egyszerű molekulákat ír le, mint a H2, F2, HF stb. Ez az elmélet nem magyarázza meg Molekulák, mint a CH4 Mindazonáltal ez a probléma megoldható, ha ezt az elméletet kombináljuk a hibrid orbitális elmélettel. A hibridizáció két nem egyenértékű atompálya keveredése. Például a CH4-ban C-nek négy hibridizált sp3 pályája van, amelyek átfedik az egyes H pályák s pályáit.
Mi a különbség a molekuláris pályaelmélet és a vegyértékkötés-elmélet között?
Jelenleg két kvantummechanikai elméletet használunk a molekulák kovalens kötésének és elektronszerkezetének leírására. Ezek a vegyértékkötés-elmélet és a molekuláris pályaelmélet. A legfontosabb különbség a molekuláris pályaelmélet és a vegyértékkötés-elmélet között az, hogy a molekuláris pályaelmélet a molekuláris pálya kialakulását írja le, míg a vegyértékkötés elmélete az atomi pályákat írja le. Ráadásul a vegyértékkötés elmélete csak kétatomos molekulákra alkalmazható, többatomos molekulákra nem. A molekulapálya-elméletet azonban bármely molekulára alkalmazhatjuk.
Összefoglaló – Molekuláris pályaelmélet vs Valence Bond elmélet
A vegyértékkötés-elmélet és a molekuláris pályaelmélet az a két kvantummechanikai elmélet, amely a molekulák kovalens kötését és elektronszerkezetét írja le. A legfontosabb különbség a molekuláris pályaelmélet és a vegyértékkötés-elmélet között az, hogy a molekuláris pályaelmélet a molekuláris pálya kialakulását írja le, míg a vegyértékkötés elmélete az atomi pályákat írja le.
