La differenza fondamentale tra la teoria degli orbitali molecolari e la teoria del legame di valenza è che la teoria degli orbitali molecolari descrive la formazione dell'orbitale molecolare, mentre la teoria del legame di valenza descrive gli orbitali atomici.
Molecole diverse hanno proprietà chimiche e fisiche diverse rispetto ai singoli atomi che si sono uniti per formare queste molecole. Per comprendere queste differenze tra le proprietà atomiche e molecolari, è necessario comprendere la formazione del legame chimico tra diversi atomi per formare una molecola. Al momento, utilizziamo due teorie della meccanica quantistica per descrivere il legame covalente e la struttura elettronica delle molecole. Queste sono la teoria del legame di valenza e la teoria dell'orbitale molecolare.
Cos'è la teoria dell'orbitale molecolare?
Nelle molecole, gli elettroni risiedono negli orbitali molecolari, ma le loro forme sono diverse e sono associati a più di un nucleo atomico. La teoria degli orbitali molecolari è la descrizione di molecole basate su orbitali molecolari.
Possiamo ottenere la funzione d'onda che descrive un orbitale molecolare dalla combinazione lineare di orbitali atomici. Un orbitale di legame si forma quando due orbitali atomici interagiscono nella stessa fase (interazione costruttiva). Quando interagiscono fuori fase (interazione distruttiva), orbitali anti-legame da. Pertanto, ci sono orbitali di legame e anti-legame per ciascuna interazione suborbitale. Gli orbitali di legame hanno una bassa energia ed è più probabile che gli elettroni risiedano in quelli. Gli orbitali anti-legame sono ad alto contenuto di energia e quando tutti gli orbitali di legame sono riempiti, gli elettroni vanno a riempire gli orbitali anti-legame.
Cos'è la teoria del legame di Valence?
La teoria del legame di valenza si basa sull'approccio del legame localizzato, che presuppone che gli elettroni in una molecola occupino gli orbitali atomici dei singoli atomi. Ad esempio, nella formazione della molecola H2, due atomi di idrogeno si sovrappongono ai loro orbitali 1s. Sovrapponendo i due orbitali, condividono una regione comune nello spazio. Inizialmente, quando i due atomi sono molto distanti, non c'è interazione tra di loro. Pertanto, l'energia potenziale è zero.
Quando gli atomi si avvicinano, ogni elettrone viene attratto dal nucleo nell' altro atomo e, allo stesso tempo, gli elettroni si respingono, così come i nuclei. Mentre gli atomi sono ancora separati, l'attrazione è maggiore della repulsione, quindi l'energia potenziale del sistema diminuisce. Il punto in cui l'energia potenziale raggiunge il valore minimo, il sistema è stabile. Questo è ciò che accade quando due atomi di idrogeno si uniscono e formano la molecola.
Figura 01: Formazione di un legame Pi
Tuttavia, questo concetto sovrapposto può descrivere solo molecole semplici come H2, F2, HF, ecc. Questa teoria non riesce a spiegare molecole come CH4 Tuttavia, questo problema può essere risolto combinando questa teoria con la teoria dell'orbitale ibrida. L'ibridazione è la miscelazione di due orbitali atomici non equivalenti. Ad esempio, in CH4, C ha quattro orbitali sp3 ibridati che si sovrappongono agli orbitali s di ogni H.
Qual è la differenza tra la teoria dell'orbitale molecolare e la teoria del legame di valenza?
Al momento, utilizziamo due teorie della meccanica quantistica per descrivere il legame covalente e la struttura elettronica delle molecole. Queste sono la teoria del legame di Valence e la teoria degli orbitali molecolari. Il differenza fondamentale tra la teoria dell'orbitale molecolare e la teoria del legame di valenza è quello la teoria dell'orbitale molecolare descrive la formazione dell'orbitale molecolare, mentre la teoria del legame di valenza descrive gli orbitali atomici. Inoltre, la teoria del legame di valenza può essere applicata solo alle molecole biatomiche e non alle molecole poliatomiche. Tuttavia, possiamo applicare la teoria dell'orbitale molecolare a qualsiasi molecola.
Riepilogo – Teoria dell'orbitale molecolare vs Teoria del legame di Valence
La teoria del legame di valenza e la teoria degli orbitali molecolari sono le due teorie della meccanica quantistica che descrivono il legame covalente e la struttura elettronica delle molecole. Il differenza fondamentale tra la teoria dell'orbitale molecolare e la teoria del legame di valenza è quello la teoria dell'orbitale molecolare descrive la formazione dell'orbitale molecolare, mentre la teoria del legame di valenza descrive gli orbitali atomici.
