ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการผสมข้ามพันธุ์และการทับซ้อนกันคือการที่การผสมข้ามพันธุ์หมายถึงการก่อตัวของออร์บิทัลไฮบริดใหม่ผ่านการทับซ้อนกันของออร์บิทัลของอะตอม ในขณะที่การทับซ้อนกันหมายถึงการผสมออร์บิทัลของอะตอม
ออร์บิทัลเป็นโครงสร้างสมมุติฐานที่สามารถเติมอิเล็กตรอนได้ จากการค้นพบที่แตกต่างกัน นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอรูปร่างที่แตกต่างกันสำหรับออร์บิทัลเหล่านี้ ออร์บิทัลมีสามประเภทหลัก: ออร์บิทัลอะตอม ออร์บิทัลโมเลกุล และออร์บิทัลลูกผสม ออร์บิทัลลูกผสมเกิดขึ้นจากกระบวนการผสมพันธุ์ การผสมพันธุ์และการทับซ้อนกันเป็นแนวคิดทางเคมีสองประการที่เกี่ยวข้อง การทับซ้อนกันของออร์บิทัลของอะตอมเกิดขึ้นระหว่างการไฮบริไดเซชัน
ลูกผสมคืออะไร
Hybridization เป็นกระบวนการทางเคมีที่ออร์บิทัลลูกผสมเกิดจากการผสมออร์บิทัลของอะตอม ทฤษฎีไฮบริไดเซชันเป็นเทคนิคที่เราใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างการโคจรของโมเลกุล โดยพื้นฐานแล้วไฮบริไดเซชันคือการก่อตัวของออร์บิทัลลูกผสมโดยผสมออร์บิทัลอะตอมตั้งแต่สองออร์บิทัลขึ้นไป การวางแนวของออร์บิทัลเหล่านี้จะกำหนดเรขาคณิตของโมเลกุล มันคือการขยายตัวของทฤษฎีพันธะเวเลนซ์
ก่อนการก่อตัวของออร์บิทัลอะตอม พวกมันมีพลังงานต่างกัน แต่หลังจากการก่อตัว ออร์บิทัลทั้งหมดจะมีพลังงานเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ออร์บิทัลอะตอมของ s และออร์บิทัลอะตอมของ p สามารถรวมกันเพื่อสร้างออร์บิทัล sp สองวง ออร์บิทัลอะตอม s และ p มีพลังงานต่างกัน (พลังงานของ s < พลังงานของ p) แต่หลังจากการไฮบริไดเซชัน มันจะเกิด sp orbitals สองวงซึ่งมีพลังงานเท่ากัน และพลังงานนี้อยู่ระหว่างพลังงานของพลังงานแต่ละ s และ p atomic orbital นอกจากนี้ sp ไฮบริดออร์บิทัลนี้มีลักษณะการโคจร 50% s และลักษณะการโคจร 50% p
รูปที่ 01: การก่อตัวของไฮบริดออร์บิทัล
แนวคิดเรื่องการผสมข้ามพันธุ์เกิดขึ้นครั้งแรกเนื่องจากทฤษฎีพันธะเวเลนซ์ล้มเหลวในการทำนายโครงสร้างของโมเลกุลบางอย่างอย่างถูกต้อง เช่น CH4 แม้ว่าอะตอมของคาร์บอนใน CH 4 มีอิเล็คตรอนเพียง 2 ตัวตามโครงสร้างอิเล็กตรอน สามารถสร้างพันธะโควาเลนต์ได้ 4 พันธะ ในการสร้างพันธะสี่พันธะ จะต้องมีอิเล็กตรอนสี่ตัวที่ไม่มีคู่
วิธีเดียวที่จะอธิบายปรากฏการณ์นี้คือคิดว่า s และ p ออร์บิทัลของอะตอมคาร์บอนหลอมรวมเข้าด้วยกันเพื่อสร้างออร์บิทัลใหม่ที่เรียกว่าออร์บิทัลไฮบริดซึ่งมีพลังงานเท่ากัน ที่นี่ หนึ่ง s + สาม p ให้ 4 sp3 ออร์บิทัล ดังนั้นอิเล็กตรอนจึงเติมออร์บิทัลไฮบริดเหล่านี้อย่างเท่าเทียมกัน (หนึ่งอิเล็กตรอนต่อออร์บิทัลแบบไฮบริด) ตามกฎของ Hundดังนั้นจึงมีอิเล็กตรอนสี่ตัวสำหรับการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์สี่พันธะที่มีอะตอมไฮโดรเจนสี่อะตอม
ทับซ้อนกันคืออะไร
คาบเกี่ยวกันเป็นกระบวนการทางเคมีที่อะตอมออร์บิทัลคาบเกี่ยวกัน กล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือความเข้มข้นของออร์บิทัลในช่องว่างระหว่างอะตอมต่างๆ ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของพันธะเคมี Linus Pauling ได้พัฒนาทฤษฎีเกี่ยวกับการทับซ้อนกันของวงโคจรนี้เป็นครั้งแรก เขาอธิบายมุมพันธะโมเลกุลในโมเลกุลต่างๆ และแนวคิดนี้เป็นพื้นฐานสำหรับทฤษฎีการผสมพันธุ์
ความแตกต่างระหว่างการผสมข้ามพันธุ์และการทับซ้อนกันคืออะไร
ไฮบริดและคาบเกี่ยวกันเป็นแนวคิดทางเคมีสองประการที่เกี่ยวข้อง ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการผสมข้ามพันธุ์และการทับซ้อนกันคือ การผสมพันธุ์คือการก่อตัวของออร์บิทัลไฮบริดใหม่ผ่านการทับซ้อนกันของออร์บิทัลของอะตอม ในขณะที่การทับซ้อนกันคือการผสมผสานของออร์บิทัลของอะตอม นอกจากนี้ ในกระบวนการไฮบริไดเซชัน ออร์บิทัลของอะตอมเดียวกันคาบเกี่ยวกันเพื่อสร้างออร์บิทัลแบบไฮบริด ในขณะที่กระบวนการคาบเกี่ยวกัน ออร์บิทัลของอะตอมเดียวกันคาบเกี่ยวกันเพื่อสร้างออร์บิทัลแบบลูกผสมและออร์บิทัลของอะตอมที่ต่างกันทับซ้อนกันเพื่อสร้างพันธะเคมี
อินโฟกราฟิกด้านล่างแสดงข้อเท็จจริงเพิ่มเติมเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างการผสมข้ามพันธุ์และการทับซ้อนกัน
สรุป – การผสมพันธุ์กับการทับซ้อนกัน
ไฮบริดและคาบเกี่ยวกันเป็นแนวคิดทางเคมีสองประการที่เกี่ยวข้อง โดยสรุป ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการผสมข้ามพันธุ์และการทับซ้อนกันคือ การผสมข้ามพันธุ์หมายถึงการก่อตัวของออร์บิทัลแบบไฮบริดใหม่ผ่านการซ้อนทับกันของออร์บิทัลของอะตอม ในขณะที่การซ้อนทับกันหมายถึงการผสมผสานของออร์บิทัลของอะตอม