הכלאת אורביטלים אטומיים – הבדלי גרסאות

למעשה, כל אורביטל, ובפרט [[אורביטל אטומי]], הוא לא יותר מגודל מחושב, המייצג את ה[[הסתברות]] של ה[[אלקטרון]] להמצאלהימצא בנפח מסוים על פני זמן מסוים. לכן הכלאה אטומית היא חישוב מחדש של ההסתברויות הללו בהנתןבהינתן הקשר הכימי המתגבש. מעיין יישום של [[חוק בייס]] לעולם הכימיה הקוונטית, כאשר הנתון הוא הקשר הכימי.

המושג הנ"ל שימושי מאדמאוד להבנת הקשר בין המבנה הגיאומטרי של ה[[מולקולה]], לבין פערי האנרגיה באורביטלים האלקטרוניים שלה.

:כאשר כל אטום זוג אלקטרונים לא קושר מוסיף לכיווניות 1, כל קשר יחיד כפול או משולש מוסיפים גם הם כל אחד אחת לכיווניות. (למשל במולקולה [[מתאן]] CH₄- לפחמן יש ארבע קשרים לכן כיווניותו 4, במולקולת ה[[מים]] H₂0 לחמצן ישנם שני זוגות אלקטרונים לא קושרים ושני קשרים לכן כיווניותו אף היא 4. במולקולת ה[[חנקן]] N₂, לכל אטום ישנו קשר משולש אחד וזוג אלקטרונים לא קושר אחד לכן כיווניותו 2 וכיוב... ההיברידזציה בסופו של דבר היא כזו:

דוגמא מאדדוגמה טובה לכך היא מולקולת ה[[אתן|אֶתֶן]], במולקולה זו כל אטום [[פחמן]] נקשר לשלשה אטומים אחרים משלושה כיוונים שונים, לכן כיווניותו שלוש, כלומר עליו להיעזר בשלושה אורביטלים ובארבעה אלקטרונים. ישנם שני קשרים יחידים וקשר כפול אחד. הקשר הכפול חייב להווצרלהיווצר מהקבלה של אורביטלי פאי, ושני הקשרים היחידים נוצרים מחפיפה בין אורבטלי סיגמא.

הכיווניות 3 לכן עלינו לערבב שלשה אורביטלים , כאשר לפחות אחד מהם חייב להיות s, וע"פועל הנוסחאפי המוצגת למעלההנוסחה: (הכיווניות פחות אחת)×(אורביטלי P) + (אורביטליS)

נוצרו לנושלושה שלש אורבטליםאורביטלים חדשים, כל אחד מהם sp². חשובלידיעת לדעת את גובה האנרגיה שלהם בכדי שנוכלאכלוס לאכלסהאלקטרונים בהם אלקטרונים.יש בכדי לקבועלדעת את גובה האנרגיה שלהם, שאותה ניתן להעזרלאמוד בעזרת בחישוביחישובי [[תוחלת]] -

כעת נוצרו לנו שלושה אורבטליאורביטלי sp² נמוכים באנרגיה, ואורביטל P אחד נותר מעליהם באנרגיה, האכלוס החדש צריך להיות:

==הכלאה אורביטלית במדע הפופלריהפופולרי ==

* '''חוק שימור האורביטלים''' - מספר האורביטלים המעורבבים הוא מספר האורביטלים שנוצרו. בדוגמאתבדוגמת האתן- עלינו ליצור שלשהשלושה אורביטלים, לכן נערבב שלשהשלושה אורביטלים. חוק זה נכון מסיבות חישוביות (כל אורביטל הוא בעצם [[וקטור עצמי]] של [[המילטוניאן]] האנרגיה של המולקולה, המילטוניאן זה נפרש על [[בסיס]] שעוצמתו כעוצמת האורביטלים המעורבבים, וכיוון של[[מטריצה]] [[הרמיטית]] nXn יש n וקטורים עצמיים, מספר הווקטורים העצמיים שווה למספר וקטורי הבסיס)

* '''הכיווניות היא סכום המעריכים''' - מכיוון שנהוג לכתוב את מספר האורביטלים המוערבבים בכתב עילי (למשל בדוגמאבדוגמה של אתן שני אורביטלי p ואורביטל s נכתבים כך:sp²) קל לסכום את המספרים בכתב העילי וסכום זה צריך להיות שווה לכיווניות (במקרה של אתן, sp², ה"מעריך" של s הוא 1 , ה"מעריך" של p הוא 2 לכן 2+1=3 , היברידיזציה זו טובה לכל אטום בעל כיווניות 3).

* '''האנרגיה מצייתית ל[[חוק המנוף]]''' - האורביטלים החדשים נמצאים בתווך בין האורביטלים הישנים, וקרוב יותר לאורביטל ממנו עירבבנו יותר, ביחס ישר. (בדוגמאבדוגמה של אתן עירבבנו שלשה אורבטלים לכן עלינו לחלק את הפער לשלש יחידות. היחס בין האורבטלים הישנים היה