Η βασική διαφορά μεταξύ υβριδισμού και επικάλυψης είναι ότι ο υβριδισμός αναφέρεται στον σχηματισμό νέων υβριδικών τροχιακών μέσω επικάλυψης ατομικών τροχιακών, ενώ η επικάλυψη αναφέρεται στην ανάμειξη ατομικών τροχιακών.
Τα τροχιακά είναι υποθετικές δομές που μπορούν να γεμίσουν με ηλεκτρόνια. Σύμφωνα με διαφορετικές ανακαλύψεις, οι επιστήμονες πρότειναν διαφορετικά σχήματα για αυτά τα τροχιακά. Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι τροχιακών: ατομικά τροχιακά, μοριακά τροχιακά και υβριδικά τροχιακά. Τα υβριδικά τροχιακά σχηματίζονται μέσω της διαδικασίας του υβριδισμού. Ο υβριδισμός και η επικάλυψη είναι δύο σχετικές χημικές έννοιες. Η επικάλυψη των ατομικών τροχιακών συμβαίνει κατά τη διάρκεια του υβριδισμού.
Τι είναι Υβριδισμός;
Ο υβριδισμός είναι μια χημική διαδικασία κατά την οποία σχηματίζονται υβριδικά τροχιακά από την ανάμειξη ατομικών τροχιακών. Η θεωρία υβριδισμού είναι μια τεχνική που χρησιμοποιούμε για να περιγράψουμε την τροχιακή δομή ενός μορίου. Βασικά, ο υβριδισμός είναι ο σχηματισμός υβριδικών τροχιακών με ανάμειξη δύο ή περισσότερων ατομικών τροχιακών. Ο προσανατολισμός αυτών των τροχιακών καθορίζει τη γεωμετρία του μορίου. Είναι μια επέκταση της θεωρίας του δεσμού σθένους.
Πριν από το σχηματισμό των ατομικών τροχιακών, έχουν διαφορετικές ενέργειες, αλλά μετά το σχηματισμό, όλα τα τροχιακά έχουν την ίδια ενέργεια. Για παράδειγμα, ένα ατομικό τροχιακό s και ένα ατομικό τροχιακό p μπορούν να συνδυαστούν για να σχηματίσουν δύο τροχιακά sp. Τα ατομικά τροχιακά s και p έχουν διαφορετικές ενέργειες (ενέργεια s < ενέργεια του p). Όμως, μετά τον υβριδισμό, σχηματίζει δύο τροχιακά sp που έχουν την ίδια ενέργεια, και αυτή η ενέργεια βρίσκεται μεταξύ των ενεργειών μεμονωμένων s και p ατομικών τροχιακών ενεργειών. Επιπλέον, αυτό το υβριδικό τροχιακό sp έχει 50% τροχιακά χαρακτηριστικά και 50% τροχιακά χαρακτηριστικά p.
Εικόνα 01: Σχηματισμός Υβριδικών Τροχιακών
Η ιδέα του υβριδισμού μπήκε για πρώτη φορά στη συζήτηση επειδή η θεωρία του δεσμού σθένους απέτυχε να προβλέψει σωστά τη δομή ορισμένων μορίων όπως το CH4 Αν και το άτομο άνθρακα στο CH Το 4 έχει μόνο δύο ασύζευκτα ηλεκτρόνια σύμφωνα με τη διαμόρφωση ηλεκτρονίων του, μπορεί να σχηματίσει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς. Για να σχηματιστούν τέσσερις δεσμοί, πρέπει να υπάρχουν τέσσερα ασύζευκτα ηλεκτρόνια.
Ο μόνος τρόπος για να εξηγήσουμε αυτό το φαινόμενο ήταν να σκεφτούμε ότι τα τροχιακά s και p του ατόμου άνθρακα συγχωνεύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν νέα τροχιακά που ονομάζονται υβριδικά τροχιακά που έχουν την ίδια ενέργεια. Εδώ, ένα s + τρία p δίνει 4 sp3 τροχιακά. Επομένως, τα ηλεκτρόνια γεμίζουν αυτά τα υβριδικά τροχιακά ομοιόμορφα (ένα ηλεκτρόνιο ανά υβριδικό τροχιακό), υπακούοντας στον κανόνα του Hund. Έτσι, υπάρχουν τέσσερα ηλεκτρόνια για το σχηματισμό τεσσάρων ομοιοπολικών δεσμών με τέσσερα άτομα υδρογόνου.
Τι είναι η επικάλυψη;
Η επικάλυψη είναι η χημική διαδικασία κατά την οποία τα ατομικά τροχιακά επικαλύπτονται μεταξύ τους. Με άλλα λόγια, είναι η συγκέντρωση των τροχιακών στο χώρο μεταξύ διαφορετικών ατόμων, που οδηγεί στο σχηματισμό χημικών δεσμών. Ο Linus Pauling ανέπτυξε πρώτος τη θεωρία για αυτήν την τροχιακή επικάλυψη. Εξήγησε τις γωνίες μοριακών δεσμών σε διαφορετικά μόρια και αυτή η ιδέα ήταν η βάση για τη θεωρία του υβριδισμού.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υβριδισμού και επικάλυψης;
Ο υβριδισμός και η επικάλυψη είναι δύο σχετικές χημικές έννοιες. Η βασική διαφορά μεταξύ υβριδισμού και επικάλυψης είναι ότι ο υβριδισμός είναι ο σχηματισμός νέων υβριδικών τροχιακών μέσω επικάλυψης ατομικών τροχιακών, ενώ η επικάλυψη είναι η ανάμειξη ατομικών τροχιακών. Επιπλέον, στη διαδικασία υβριδισμού, τροχιακά των ίδιων ατόμων επικαλύπτονται για να σχηματίσουν υβριδικά τροχιακά ενώ στη διαδικασία επικάλυψης, τα τροχιακά του ίδιου ατόμου επικαλύπτονται για να σχηματίσουν υβριδικά τροχιακά και τροχιακά διαφορετικών ατόμων επικαλύπτονται για να σχηματίσουν χημικούς δεσμούς.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει περισσότερα στοιχεία σχετικά με τη διαφορά μεταξύ υβριδισμού και επικάλυψης.
Σύνοψη – Υβριδισμός έναντι Επικάλυψης
Ο υβριδισμός και η επικάλυψη είναι δύο σχετικές χημικές έννοιες. Συνοπτικά, η βασική διαφορά μεταξύ υβριδισμού και επικάλυψης είναι ότι ο υβριδισμός αναφέρεται στον σχηματισμό νέων υβριδικών τροχιακών μέσω επικάλυψης ατομικών τροχιακών, ενώ η επικάλυψη σημαίνει την ανάμειξη ατομικών τροχιακών.
