Γιατί η θεωρία των δεσμών σθένους χρησιμοποιεί μερικές φορές υβριδικό τροχιακό και όχι σε σύνολα ατομικής βάσης R B;
1. Καλύτερη περιγραφή της μοριακής γεωμετρίας:
* Τα καθαρά ατομικά τροχιακά συχνά δεν προβλέπουν τις παρατηρούμενες γεωμετρίες των μορίων. Για παράδειγμα, το μεθάνιο (CH4) θα πρέπει να έχει τετραεδρικό σχήμα σύμφωνα με το πείραμα, αλλά αν χρησιμοποιούμε καθαρά ατομικά τροχιακά, έχουμε μια δομή με γωνία δεσμού 90 μοιρών, η οποία είναι λανθασμένη.
* Η υβριδοποίηση μας επιτρέπει να συνδυάσουμε ατομικά τροχιακά για να σχηματίσουμε νέα υβριδικά τροχιακά που δείχνουν σε συγκεκριμένες κατευθύνσεις, με την καλύτερη αντιστοίχιση της παρατηρούμενης μοριακής γεωμετρίας. Στο μεθάνιο, ο υβριδισμός SP3 επιτρέπει στον άνθρακα να σχηματίζει τέσσερις ισοδύναμους δεσμούς με τα άτομα υδρογόνου, με αποτέλεσμα τη σωστή τετραεδρική γεωμετρία.
2. Βελτιωμένη αντοχή δεσμού και επικάλυψη:
* Ο υβριδισμός έχει ως αποτέλεσμα τα τροχιακά που είναι πιο κατευθυντικά και έχουν καλύτερη επικάλυψη με τα τροχιακά άλλων ατόμων, οδηγώντας σε ισχυρότερους δεσμούς.
* Για παράδειγμα, τα υβριδικά τροχιακά SP3 του άνθρακα έχουν περισσότερους λοβούς που δείχνουν προς τα άτομα υδρογόνου στο μεθάνιο, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη επικάλυψη και ισχυρότερους δεσμούς C-H σε σύγκριση με τη χρήση καθαρών ατομικών τροχιακών.
3. Επεξήγηση των μοριακών ιδιοτήτων:
* Ο υβριδισμός μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση άλλων μοριακών ιδιοτήτων όπως τα μήκη των δεσμών, οι γωνίες δεσμού και οι διπολικές στιγμές.
* Για παράδειγμα, το μικρότερο μήκος δεσμού C-H σε μεθάνιο σε σύγκριση με το αιθάνιο (C2H6) μπορεί να εξηγηθεί από τον μεγαλύτερο S-χαρακτήρα των τροχιακών SP3 σε μεθάνιο, γεγονός που οδηγεί σε μεγαλύτερη πυκνότητα ηλεκτρονίων πιο κοντά στον πυρήνα και επομένως έναν ισχυρότερο, μικρότερο δεσμό.
4. Απλότητα και απεικόνιση:
* Ενώ υπάρχουν πιο εξελιγμένες θεωρίες, η θεωρία των ομολόγων σθένους με υβριδισμό προσφέρει έναν εννοιολογικά απλό και εύκολα οπτικοποιήσιμο τρόπο κατανόησης της μοριακής σύνδεσης.
Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι:
* Ενώ η θεωρία των δεσμών σθένους με υβριδισμό είναι επιτυχής στην εξήγηση πολλών πτυχών της σύνδεσης, έχει περιορισμούς, ιδιαίτερα στην περιγραφή σύνθετων μορίων με πολλαπλούς δεσμούς.
* Για πιο ακριβείς και λεπτομερείς προβλέψεις χρησιμοποιείται συχνά η θεωρία της μοριακής τροχιάς.
Συνοπτικά, η θεωρία του δεσμού σθένους χρησιμοποιεί υβριδισμό για να βελτιώσει την ικανότητά του να προβλέπει και να εξηγεί τη μοριακή γεωμετρία, την αντοχή του δεσμού και άλλες μοριακές ιδιότητες. Προσφέρει ένα απλό αλλά ισχυρό πλαίσιο για την κατανόηση της χημικής σύνδεσης.
