Principal diferença - orbital atômico vs orbital molecular

Orbital é definido como uma região onde a probabilidade de encontrar um elétron é alta. Os átomos têm seus próprios elétrons girando em torno do núcleo. Quando esses orbitais são sobrepostos para formar moléculas por meio da ligação, os orbitais são chamados de orbitais moleculares. A teoria das ligações de valência e a teoria dos orbitais moleculares explicam as propriedades dos orbitais atômicos e moleculares, respectivamente. Os orbitais podem conter no máximo dois elétrons. A principal diferença entre orbital atômico e molecular é que o elétrons em um orbital atômico são influenciados por um núcleo positivo, enquanto os elétrons de um orbital molecular são influenciados por dois ou mais núcleos, dependendo do número de átomos em uma molécula.

Este artigo explica,

1. O que é orbital atômico - Definição, características, propriedades 2. O que é orbital molecular - Definição, características, recursos 3. Qual é a diferença entre orbital atômico e orbital molecular

O que é um orbital atômico

O orbital atômico é uma região com a maior probabilidade de encontrar um elétron. A mecânica quântica explica a probabilidade da localização de um elétron de um átomo. Não explica a energia exata de um elétron em um determinado momento. Isso é explicado no princípio da incerteza de Heisenberg. A densidade de elétrons de um átomo pode ser encontrada nas soluções da equação de Schrodinger. Um orbital atômico pode ter no máximo dois elétrons. Orbitais atômicos são rotulados como subníveis s, p, d e f. Esses orbitais têm formatos diferentes. O orbital s é esférico e contém no máximo dois elétrons. Tem um nível de subenergia. O orbital p tem a forma de haltere e pode conter até seis elétrons. Possui três níveis de subenergia. Os orbitais d e f têm formas mais complexas. O nível d tem cinco grupos de subenergia e contém até 10 elétrons, enquanto o nível f tem sete níveis de subenergia e pode conter no máximo dez e quinze elétrons. As energias dos orbitais estão na ordem de s <><><>

Figura 1: Tipos orbitais atômicos

O que é um orbital molecular

As propriedades dos orbitais moleculares são explicadas pela teoria dos orbitais moleculares. Foi proposto pela primeira vez por F. Hund e R.S. Mulliken em 1932. De acordo com a teoria dos orbitais moleculares, quando os átomos se fundem para formar uma molécula, os orbitais atômicos sobrepostos perdem sua forma devido ao efeito dos núcleos. Os novos orbitais presentes nas moléculas são agora chamados de orbitais moleculares. Orbitais moleculares são formados pela combinação de quase os mesmos orbitais atômicos de energia. Ao contrário dos orbitais atômicos, os orbitais moleculares não pertencem a um único átomo em uma molécula, mas pertencem aos núcleos de todos os átomos que formam a molécula. Assim, os núcleos de diferentes átomos se comportam como um núcleo policêntrico. A forma final do orbital molecular depende das formas dos orbitais atômicos que formam a molécula. De acordo com a regra de Aufbau, os orbitais moleculares são preenchidos de orbital de baixa energia para orbital de alta energia. Como um orbital atômico, um orbital molecular pode conter no máximo dois elétrons. No entanto, de acordo com o princípio de Pauli, esses dois elétrons devem ter spin oposto. O comportamento do elétron em um orbital molecular pode ser descrito usando a equação de Schrodinger. No entanto, devido à complexidade das moléculas, a aplicação da equação de Schrodinger é bastante difícil. Portanto, os cientistas desenvolveram um método para avaliação aproximada do comportamento dos elétrons em uma molécula. O método é chamado de método de combinação linear de orbitais atômicos (LCAO).

Figura 2: Formação de orbital molecular

Diferença entre orbital atômico e orbital molecular

Definição

Orbital Atômico: Orbital atômico é a região com a maior probabilidade de encontrar um elétron em um átomo.

Orbital molecular: Orbital molecular é a região com maior probabilidade de encontrar um elétron de uma molécula.

Formação

Orbital Atômico: Orbitais atômicos são formados pela nuvem de elétrons ao redor do átomo.

Orbital molecular: Orbitais moleculares são formados pela fusão de orbitais atômicos que possuem quase a mesma energia.

Forma

Orbital Atômico: A forma dos orbitais atômicos é determinada pelo tipo de orbital atômico (s, p, d ou f).

Orbital molecular: A forma do orbital molecular é determinada pelas formas dos orbitais atômicos que compõem a molécula.

Descrevendo a densidade do elétron

Orbital Atômico: A equação de Schrodinger é usada.

Orbital molecular: A combinação linear de orbitais atômicos (LCAO) é usada.

Núcleo

Orbital Atômico: O orbital atômico é monocêntrico, pois é encontrado ao redor de um único núcleo.

Orbital molecular: O orbital molecular é policêntrico, pois é encontrado em torno de diferentes núcleos.

Efeito do Núcleo

Orbital Atômico: O núcleo único afeta a nuvem de elétrons nos orbitais atômicos

Orbital molecular: Mais dois núcleos afetam a nuvem de elétrons nos orbitais moleculares.

Resumo

Os orbitais atômicos e moleculares são regiões com as maiores densidades de elétrons em átomos e moléculas, respectivamente. As propriedades dos orbitais atômicos são determinadas pelo único núcleo de átomos, enquanto as dos orbitais moleculares são determinadas pela combinação dos orbitais atômicos que formam a molécula. Esta é a principal diferença entre orbital atômico e orbital molecular.

Referências: 1. Verma, N. K., Khanna, S. K., & Kapila, B. (2010). Química abrangente XI. Publicações Laxmi.2.Ucko, D. A. (2013). Noções básicas de química. Elsevier.3.Mackin, M. (2012). Guia St udy para Acompanhar Noções Básicas de Química. Elsevier.

Cortesia da imagem: 1. “H atom orbitaly” Por Pajs - Próprio trabalho (Domínio Público) via Commons Wikimedia 2. “Molecular orbitals sq” Por Sponk () - Próprio trabalho (Domínio Público) via Commons Wikimedia