混合的(hybrid)和簡併軌道(degenerate orbitals)的區別

混合軌道和退化軌道的關鍵區別在於，混合軌道是兩個或多個軌道混合形成的新軌道，而退化軌道最初存在於原子中。

正如它的名字所暗示的，混合軌道是兩個或更多軌道的混合。雖然簡併軌道的名稱看起來是一樣的，但它們不是新形成的軌道——它們已經存在於原子中。此外，分子中的所有雜化軌道都具有相同的能量，而原子中的簡併軌道具有相同的能量。

什麼是雜化軌道(hybrid orbitals)？

雜化軌道是由兩個或多個原子軌道組合而成的軌道。我們稱這種組合過程為雜交。在這些軌道形成之前，原子軌道可能具有不同的能量，但在形成之後，所有軌道的能量相同。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原子軌道有不同的能量（s的能量，lt；p的能量）。但是，雜化的結果是形成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。

混合的(hybrid)和簡併軌道(degenerate orbitals)的區別

圖01:Sp雜交

雜化的概念首先被討論是因為科學家發現價鍵理論不能正確地預測某些分子如CH4的結構。雖然根據碳原子的電子構型，碳原子只有兩個不成對的電子，但它可以形成四個共價鍵。為了形成四個鍵，必須有四個不成對的電子。解釋這一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，電子均勻地填充這些雜化軌道（每個雜化軌道有一個電子），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。

什麼是簡併軌道(degenerate orbitals)？

否認軌道是具有相同能量的原子軌道。例如，在p軌道亞殼層中，根據空間排列，有三個原子軌道彼此不同。雖然這三個p軌道的能量相同，但它們的排列方式不同，因此我們稱它們為簡併軌道。

圖02：三個p軌道的空間排列

然而，在外加磁場的存在下，我們可以消除簡併。這是因為簡併軌道在外磁場的作用下會得到不同的能量，它們不再是簡併軌道。此外，d亞殼層中的五個d軌道也是簡併軌道，因為它們具有相同的能量。

混合的(hybrid)和簡併軌道(degenerate orbitals)的區別

雜化軌道和簡併軌道的關鍵區別在於，雜化軌道是由兩個或多個軌道混合而成的新軌道，而簡併軌道是最初存在於原子中的軌道。此外，雜化軌道是分子軌道，而簡併軌道是原子軌道。此外，雜化軌道是具有相同能量的分子軌道，而簡併軌道是具有相同能量的原子軌道。例如，sp，sp2和sp3軌道是混合軌道，而p子殼層中有三個p軌道。

混合的(hybrid)和簡併軌道(degenerate orbitals)的區別