分子軌道理論和雜化理論的主要區別在於分子軌道理論描述了成鍵軌道和反鍵軌道的形成，而雜交理論描述了雜化軌道的形成。
有不同的理論發展來確定分子的電子結構和軌道結構。VSEPR理論、Lewis理論、價鍵理論、雜化理論和分子軌道理論是這些重要的理論。其中最能被接受的理論是分子軌道理論。
目錄
1. 概述和主要區別
2. 什麼是分子軌道理論
3. 什麼是雜交理論
4. 並列比較-分子軌道理論與雜交理論
5. 摘要
什麼是分子軌道理論(molecular orbital theory)？
分子軌道理論是用量子力學描述分子電子結構的技術。這是解釋分子中化學鍵的最有效的方法。讓我們詳細討論一下這個理論。
首先，我們需要知道什麼是分子軌道。當兩個原子核之間的淨吸引力和原子核之間的電子之間的淨吸引力超過兩個原子核之間的靜電斥力時，兩個原子之間就形成了化學鍵。基本上，這意味著，兩個原子之間的吸引力應該大於這兩個原子之間的排斥力。在這裡，電子必須存在於一個叫做“結合區”的區域，才能形成這種化學鍵。否則，電子將處於“反束縛區”，這將有助於原子間的排斥力。
然而，如果滿足了這些要求並且兩個原子之間形成了化學鍵，那麼與鍵合有關的相應軌道稱為分子軌道。在這裡，我們可以從兩個原子的兩個軌道開始，到屬於兩個原子的一個軌道（分子軌道）結束。
根據量子力學，原子軌道不能如我們所願出現或消失。當軌道相互作用時，它們往往會相應地改變形狀。但根據量子力學，它們可以自由改變形狀，但需要有相同數量的軌道。然後我們需要找到丟失的軌道。在這裡，兩個原子軌道的同相結合形成成鍵軌道，而異相結合形成反鍵軌道。
圖01：分子軌道圖
成鍵電子佔據成鍵軌道，而反鍵軌道上的電子不參與成鍵。相反，這些電子積極地反對化學鍵的形成。成鍵軌道的勢能比反鍵軌道低。如果我們考慮σ鍵，鍵軌道的表示是σ，反鍵軌道是σ*。我們可以用這個理論來描述複雜分子的結構，來解釋為什麼有些分子不存在（如He2）和分子的鍵序。因此，這一描述簡要地解釋了分子軌道理論的基礎。
什麼是雜交理論(hybridization theory)？
雜化理論是我們用來描述分子軌道結構的一種技術。雜化是通過混合兩個或多個原子軌道而形成的雜化軌道。這些軌道的方向決定了分子的幾何形狀。它是價鍵理論的擴展。
在原子軌道形成之前，它們具有不同的能量，但在形成之後，所有的軌道都具有相同的能量。例如，一個s原子軌道和一個p原子軌道可以組合成兩個sp軌道。s和p原子軌道具有不同的能量（s的能量<p的能量）。但是在雜化之後，它形成了兩個具有相同能量的sp軌道，這個能量介於單個s和p原子軌道的能量之間。此外，這個sp雜化軌道具有50%s軌道特性和50%p軌道特性。
圖02：碳原子雜化軌道和氫原子s軌道之間的鍵
雜化的想法首先進入討論，因為科學家觀察到價鍵理論未能正確預測某些分子（如CH4）的結構。在這裡，雖然碳原子根據其電子構型只有兩個不成對的電子，但它可以形成四個共價鍵。要形成四個鍵，必須有四個不成對的電子。
他們解釋這種現象的唯一方法是認為碳原子的s軌道和p軌道相互融合，形成新的軌道，稱為雜化軌道，它們具有相同的能量。這裡，一個s+3p給出了4個sp3軌道。因此，電子均勻地填充了這些雜化軌道（每個雜化軌道一個電子），遵循Hund規則。然後有四個電子與四個氫原子形成四個共價鍵。
分子軌道理論(molecular orbital theory)和雜交理論(hybridization theory)的區別
分子軌道理論是用量子力學描述分子電子結構的技術。雜化理論是我們用來描述分子軌道結構的一種技術。因此，分子軌道理論和雜化理論的關鍵區別在於分子軌道理論描述成鍵和反鍵軌道的形成，而雜交理論描述雜化軌道的形成。
此外，根據分子軌道理論，新的軌道形式來自於兩個原子的原子軌道的混合；而在雜化理論中，新的軌道形式是同一個原子的原子軌道的混合。因此，這是分子軌道理論和雜交理論的另一個區別。
總結 - 分子軌道理論(molecular orbital theory) vs. 雜交理論(hybridization theory)
分子軌道理論和雜化理論都是決定分子結構的重要理論。分子軌道理論和雜化理論的主要區別在於分子軌道理論描述了成鍵軌道和反鍵軌道的形成，而雜交理論描述了雜化軌道的形成。
引用
1.“雜交。”化學劇本，劇本，2019年6月5日，可在這裡查閱。
