ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลและทฤษฎีพันธะเวเลนซ์คือทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลอธิบายการก่อตัวการโคจรของโมเลกุล ในขณะที่ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์อธิบายออร์บิทัลของอะตอม
โมเลกุลต่างๆ มีคุณสมบัติทางเคมีและทางกายภาพที่แตกต่างจากอะตอมเดี่ยวที่รวมตัวกันเป็นโมเลกุลเหล่านี้ เพื่อให้เข้าใจถึงความแตกต่างระหว่างคุณสมบัติของอะตอมและโมเลกุล จำเป็นต้องเข้าใจการก่อตัวของพันธะเคมีระหว่างอะตอมต่างๆ เพื่อสร้างโมเลกุล ในปัจจุบัน เราใช้ทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมสองทฤษฎีเพื่ออธิบายพันธะโควาเลนต์และโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลนี่คือทฤษฎีพันธะเวเลนซ์และทฤษฎีการโคจรของโมเลกุล
ทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลคืออะไร
ในโมเลกุล อิเล็กตรอนจะอยู่ในออร์บิทัลของโมเลกุล แต่รูปร่างของพวกมันต่างกัน และสัมพันธ์กับนิวเคลียสของอะตอมมากกว่าหนึ่งนิวเคลียส ทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลเป็นคำอธิบายของโมเลกุลตามออร์บิทัลของโมเลกุล
เราสามารถรับฟังก์ชันคลื่นที่อธิบายการโคจรของโมเลกุลโดยการรวมเชิงเส้นของออร์บิทัลของอะตอม ออร์บิทัลพันธะก่อตัวขึ้นเมื่อออร์บิทัลอะตอมสองออร์บิทัลมีปฏิสัมพันธ์กันในเฟสเดียวกัน (อันตรกิริยาเชิงสร้างสรรค์) เมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์นอกเฟส (อันตรกิริยาแบบทำลายล้าง) ออร์บิทัลที่ต่อต้านพันธะจาก ดังนั้นจึงมีออร์บิทัลพันธะและออร์บิทัลต้านพันธะสำหรับแต่ละอันตรกิริยาใต้ออร์บิทัล ออร์บิทัลพันธะมีพลังงานต่ำ และอิเล็กตรอนมีแนวโน้มที่จะอยู่ในนั้น ออร์บิทัลต้านพันธะมีพลังงานสูงและเมื่อออร์บิทัลพันธะทั้งหมดเต็ม อิเล็กตรอนจะไปเติมออร์บิทัลต้านพันธะ
ทฤษฎีวาเลนซ์บอนด์คืออะไร
ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์มีพื้นฐานมาจากวิธีพันธะที่มีการแปล ซึ่งถือว่าอิเล็กตรอนในโมเลกุลครอบครองออร์บิทัลอะตอมของอะตอมแต่ละตัว ตัวอย่างเช่น ในการก่อตัวของโมเลกุล H2 อะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอมทับซ้อนออร์บิทัล 1s ของพวกมัน การทับซ้อนกันของออร์บิทัลทั้งสองนั้น พวกมันจะมีพื้นที่ร่วมกันในอวกาศ ในขั้นต้น เมื่อทั้งสองอะตอมอยู่ห่างกัน จะไม่มีการโต้ตอบระหว่างกัน ดังนั้นพลังงานศักย์จึงเป็นศูนย์
ในขณะที่อะตอมเข้าใกล้กัน อิเล็กตรอนแต่ละตัวจะถูกดึงดูดโดยนิวเคลียสในอะตอมอื่น และในขณะเดียวกัน อิเล็กตรอนก็ผลักซึ่งกันและกัน เช่นเดียวกับนิวเคลียส ในขณะที่อะตอมยังคงแยกจากกัน แรงดึงดูดมากกว่าแรงผลัก ดังนั้นพลังงานศักย์ของระบบจึงลดลง จุดที่พลังงานศักย์ถึงค่าต่ำสุด ระบบมีเสถียรภาพ นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนสองอะตอมมารวมกันและก่อตัวเป็นโมเลกุล
รูปที่ 01: การก่อตัวของพันธบัตร Pi
อย่างไรก็ตาม แนวคิดที่ทับซ้อนกันนี้สามารถอธิบายได้เฉพาะโมเลกุลอย่างง่าย เช่น H2, F2, HF เป็นต้น ทฤษฎีนี้ไม่สามารถอธิบายได้ โมเลกุลเช่น CH4 อย่างไรก็ตาม ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้โดยการรวมทฤษฎีนี้เข้ากับทฤษฎีการโคจรแบบไฮบริด การผสมพันธุ์เป็นการผสมกันของออร์บิทัลอะตอมที่ไม่เท่ากันสองออร์บิทัล ตัวอย่างเช่น ใน CH4 C มีสี่ลูกผสม sp3 ออร์บิทัลซ้อนทับกับ s ออร์บิทัลของ H.
ความแตกต่างระหว่างทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลและทฤษฎีพันธะวาเลนซ์คืออะไร
ในปัจจุบัน เราใช้ทฤษฎีกลควอนตัมสองทฤษฎีเพื่ออธิบายพันธะโควาเลนต์และโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุลเหล่านี้คือทฤษฎีพันธะเวเลนซ์และทฤษฎีการโคจรของโมเลกุล ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลและทฤษฎีพันธะเวเลนซ์คือทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลอธิบายการก่อตัวการโคจรของโมเลกุล ในขณะที่ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์อธิบายออร์บิทัลของอะตอม นอกจากนี้ ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์สามารถใช้ได้กับโมเลกุลไดอะตอมมิกเท่านั้น ไม่สามารถใช้กับโมเลกุลโพลีอะตอมมิกได้ อย่างไรก็ตาม เราสามารถนำทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลไปใช้กับโมเลกุลใดก็ได้
สรุป – ทฤษฎีการโคจรระดับโมเลกุลกับทฤษฎีพันธะเวเลนซ์
ทฤษฎีพันธะวาเลนซ์และทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลเป็นสองทฤษฎีทางกลควอนตัมที่อธิบายพันธะโควาเลนต์และโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโมเลกุล ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลและทฤษฎีพันธะเวเลนซ์คือทฤษฎีการโคจรของโมเลกุลอธิบายการก่อตัวการโคจรของโมเลกุล ในขณะที่ทฤษฎีพันธะเวเลนซ์อธิบายออร์บิทัลของอะตอม