Sự khác biệt cơ bản giữa lai hóa và xen phủ là sự lai hóa đề cập đến sự hình thành các obitan lai hóa mới thông qua sự chồng chéo của các obitan nguyên tử, trong khi sự chồng chéo đề cập đến sự trộn lẫn các obitan nguyên tử.
Quỹ đạo là cấu trúc giả định có thể chứa đầy các electron. Theo những khám phá khác nhau, các nhà khoa học đã đề xuất các hình dạng khác nhau cho các quỹ đạo này. Có ba loại obitan chính: obitan nguyên tử, obitan phân tử và obitan lai hóa. Các obitan lai hóa hình thành thông qua quá trình lai hóa. Lai hóa và xen phủ là hai khái niệm hóa học có liên quan với nhau. Sự chồng chéo của các obitan nguyên tử xảy ra trong quá trình lai hóa.
Lai hóa là gì?
Lai hóa là một quá trình hóa học trong đó các obitan lai hóa hình thành từ sự trộn lẫn các obitan nguyên tử. Lý thuyết lai hóa là một kỹ thuật chúng tôi sử dụng để mô tả cấu trúc quỹ đạo của phân tử. Về cơ bản, lai hóa là sự hình thành các obitan lai bằng cách trộn hai hoặc nhiều obitan nguyên tử. Sự định hướng của các obitan này quyết định dạng hình học của phân tử. Đây là sự mở rộng của lý thuyết liên kết hóa trị.
Trước khi hình thành các obitan nguyên tử, chúng có năng lượng khác nhau, nhưng sau khi hình thành, tất cả các obitan đều có cùng năng lượng. Ví dụ, một orbital nguyên tử s và một orbital nguyên tử p có thể kết hợp để tạo thành hai obitan sp. Các obitan nguyên tử s và p có năng lượng khác nhau (năng lượng của s < năng lượng của p). Nhưng, sau khi lai hóa, nó tạo thành hai obitan sp có cùng năng lượng, và năng lượng này nằm giữa năng lượng của từng obitan nguyên tử s và p. Hơn nữa, obitan lai hóa sp này có đặc điểm quỹ đạo 50% s và 50% đặc điểm quỹ đạo p.
Hình 01: Sự hình thành của các quỹ đạo kết hợp
Ý tưởng lai hóa lần đầu tiên được đưa ra thảo luận vì lý thuyết liên kết hóa trị không thể dự đoán chính xác cấu trúc của một số phân tử như CH4Mặc dù nguyên tử cacbon trong CH4chỉ có hai electron chưa ghép đôi theo cấu hình electron của nó, nó có thể tạo thành bốn liên kết cộng hóa trị. Để tạo thành bốn liên kết, phải có bốn electron chưa ghép đôi.
Cách duy nhất để giải thích hiện tượng này là nghĩ rằng các obitan s và p của nguyên tử cacbon hợp nhất với nhau để tạo thành các obitan mới được gọi là obitan lai hóa có cùng năng lượng. Ở đây, một s + ba p cho 4 obitan sp3. Do đó, các electron lấp đầy các obitan lai hóa này đồng đều (một electron trên mỗi obitan lai hóa), tuân theo quy tắc Hund. Do đó, có bốn electron để hình thành bốn liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử hydro.
Chồng chéo là gì?
Chồng chéo là một quá trình hóa học trong đó các obitan nguyên tử xen phủ lẫn nhau. Nói cách khác, đó là sự tập trung của các obitan trong không gian giữa các nguyên tử khác nhau, dẫn đến sự hình thành các liên kết hóa học. Linus Pauling lần đầu tiên phát triển lý thuyết về sự chồng chéo quỹ đạo này. Ông giải thích các góc liên kết phân tử trong các phân tử khác nhau và khái niệm này là cơ sở cho lý thuyết lai hóa.
Sự khác biệt giữa Lai ghép và Chồng chéo là gì?
Lai hóa và trùng lặp là hai khái niệm hóa học có liên quan với nhau. Sự khác biệt cơ bản giữa sự lai hoá và sự xen phủ là sự lai hoá là sự hình thành các obitan lai hoá mới thông qua sự xen phủ các obitan nguyên tử, trong khi sự xen phủ là sự trộn lẫn các obitan nguyên tử. Hơn nữa, trong quá trình lai hóa, các obitan lai hóa của các nguyên tử giống nhau phủ lên nhau để tạo thành các obitan lai hóa trong khi trong quá trình xen phủ, các obitan của cùng một nguyên tử xen phủ nhau để tạo thành các obitan lai hóa và các obitan lai hóa của các nguyên tử khác nhau phủ lên nhau tạo thành các liên kết hóa học.
Đồ họa thông tin dưới đây trình bày nhiều sự thật hơn về sự khác biệt giữa kết hợp và chồng chéo.
Tóm tắt - Lai ghép vs Chồng chéo
Lai hóa và trùng lặp là hai khái niệm hóa học có liên quan với nhau. Tóm lại, sự khác biệt cơ bản giữa lai hóa và xen phủ là sự lai hóa đề cập đến sự hình thành các obitan lai hóa mới thông qua sự chồng chéo của các obitan nguyên tử, trong khi chồng chéo có nghĩa là sự trộn lẫn các obitan nguyên tử.
