Principal diferença - orbitais híbridos vs orbitais moleculares

Orbitais são estruturas hipotéticas que podem ser preenchidas com elétrons. De acordo com diferentes descobertas, os cientistas propuseram diferentes formas para esses orbitais. Existem três tipos principais de orbitais: orbitais atômicos, orbitais moleculares e orbitais híbridos. Orbitais atômicos são os orbitais hipotéticos localizados ao redor do núcleo de um átomo. Orbitais moleculares são os orbitais hipotéticos formados quando dois átomos fazem uma ligação covalente entre eles. Orbitais híbridos são orbitais hipotéticos que são formados devido à hibridização de orbitais atômicos. A principal diferença entre orbitais híbridos e orbitais moleculares é que orbitais híbridos são formados pelas interações de orbitais atômicos no mesmo átomo, enquanto orbitais moleculares são formados por interações de orbitais atômicos de dois átomos diferentes.

Principais áreas cobertas

1. O que são orbitais híbridos - Formação, formas e propriedades 2. O que são orbitais moleculares - Formação, formas e propriedades 3. Quais são as semelhanças entre orbitais híbridos e orbitais moleculares - Esboço de características comuns 4. Qual é a diferença entre orbitais híbridos e orbitais moleculares - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Orbital Molecular Antibonding, Orbital Atômico, Orbital Molecular Bonding, Hibridização, Orbital Híbrido, Orbital Molecular

O que são orbitais híbridos

Orbitais híbridos são orbitais hipotéticos formados devido à mistura de orbitais atômicos no mesmo átomo para formar uma ligação covalente. Em outras palavras, os orbitais atômicos de um átomo sofrem hibridização para formar orbitais adequados para ligação química. Os orbitais atômicos são encontrados como orbital s, orbital p, orbital d e orbital f. A hibridização de dois ou mais orbitais formará um novo orbital híbrido. Os orbitais híbridos são nomeados de acordo com os orbitais atômicos que sofrem hibridização. Alguns exemplos são dados a seguir.

sp Hybrid Orbital

Esses orbitais são formados quando um orbital s e um orbital p são misturados. Os orbitais híbridos resultantes têm 50% das características s e 50% das características p. O arranjo espacial dos orbitais sp é linear. Portanto, o ângulo de ligação entre esses orbitais é 180^oC. Os átomos que sofrem hibridização sp têm 2 orbitais p vazios.

sp² Orbital Híbrido

Esses orbitais são formados quando um orbital s e os orbitais 2 p são hibridizados. Os orbitais híbridos resultantes têm cerca de 33% de caracteres s e cerca de 66% de caracteres p. O arranjo espacial desses orbitais é trigonal planar. Portanto, o ângulo de ligação entre esses orbitais é 120^oC. Os átomos que sofrem essa hibridização têm 1 orbital p vazio.

sp³ Orbital

Esses orbitais são formados quando um orbital s e os orbitais 3 p são hibridizados. Os orbitais híbridos resultantes têm cerca de 25% de caracteres s e cerca de 75% de caracteres p. O arranjo espacial desses orbitais é tetraédrico. Portanto, o ângulo de ligação entre esses orbitais é 109,5^oC. Os átomos que sofrem essa hibridização não têm orbitais p vazios.

sp³d¹ Orbital

Estes orbitais são formados quando um orbital s, orbitais 3 p e um orbital d são hibridizados. O arranjo espacial desses orbitais é trigonal planar. Os átomos que sofrem essa hibridização têm 4 orbitais d vazios.

Figura 1: sp³ hibridização de H₂Molécula ó

A imagem acima mostra a hibridização de orbitais atômicos da molécula de oxigênio para formar duas ligações covalentes com dois átomos de hidrogênio.

O que são orbitais moleculares

Orbitais moleculares são orbitais hipotéticos que são formados devido à mistura (sobreposição) de orbitais atômicos de diferentes átomos. Isso ocorre quando uma ligação covalente é formada entre dois átomos. Por exemplo, se uma ligação covalente é formada entre os átomos A e B, os orbitais atômicos que possuem a simetria correta serão misturados, formando um orbital molecular. Portanto, orbitais moleculares são as regiões onde a maioria dos elétrons de ligação podem ser encontrados entre dois átomos. Os orbitais moleculares podem ser encontrados em dois tipos, orbitais de ligação e orbitais de anti-ligação.

Orbitais Moleculares de Ligação

Esses orbitais possuem menos energia quando comparados aos orbitais atômicos que sofrem a formação do orbital molecular. Portanto, esses orbitais são estáveis. O par de elétrons de ligação pode ser encontrado neste orbital.

Orbitais moleculares anti-ligação

Esses orbitais têm uma energia mais alta do que os orbitais atômicos e os orbitais moleculares de ligação. Portanto, eles são menos estáveis. Na maioria das vezes, esses orbitais estão vazios.

Figura 2: O Diagrama Orbital Molecular de O₂ Molécula

A imagem acima mostra o diagrama orbital molecular do oxigênio diatômico. O símbolo “σ” indica orbital molecular de ligação sigma e “σ *” indica orbital anti-ligação.

Semelhanças entre orbitais híbridos e orbitais moleculares

Diferença entre orbitais híbridos e orbitais moleculares

Definição

Orbitais híbridos: Orbitais híbridos são orbitais hipotéticos formados devido à mistura de orbitais atômicos no mesmo átomo para formar uma ligação covalente.

Orbitais moleculares: Orbitais moleculares são orbitais hipotéticos que são formados devido à mistura (sobreposição) de orbitais atômicos de diferentes átomos.

Átomos

Orbitais híbridos: Orbitais híbridos são formados no mesmo átomo.

Orbitais moleculares: Orbitais moleculares são formados entre dois átomos.

Orbital Antibonding

Orbitais híbridos: Os orbitais híbridos não fornecem informações sobre os orbitais anti-ligação.

Orbitais moleculares: Os orbitais moleculares fornecem informações sobre os orbitais anti-ligação.

Conclusão

Os orbitais híbridos e os orbitais moleculares são orbitais hipotéticos que mostram a localização mais provável dos elétrons nos átomos ou entre os átomos. Eles são muito importantes para prever a forma de uma molécula. A principal diferença entre orbitais híbridos e orbitais moleculares é que orbitais híbridos são formados pelas interações de orbitais atômicos no mesmo átomo, enquanto orbitais moleculares são formados por interações de orbitais atômicos de dois átomos diferentes.

Referências:

1. Libretextos. “Orbitais híbridos.” Chemistry LibreTexts. Bibliografia, 21 de julho de 2016. Web. Disponivel aqui. 14 de agosto de 2017. 2. Libretextos. “How to Build Molecular Orbitals.” Chemistry LibreTexts. Bibliografia, 21 de julho de 2016. Web. Disponivel aqui. 14 de agosto de 2017.

Cortesia de imagem:

1. “Hibridização Sp3 de H2O” Por Holmescallas - Trabalho próprio (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia2. “Diagrama de orbitais da molécula de oxigênio” Por Anthony. Sebastian - (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia