Kluczowa różnica - silny ligand vs słaby ligand
Ligand to atom, jon lub cząsteczka, która przekazuje lub dzieli dwa ze swoich elektronów poprzez koordynacyjne wiązanie kowalencyjne z centralnym atomem lub jonem. Pojęcie ligandów omówiono w chemii koordynacyjnej. Ligandy to związki chemiczne biorące udział w tworzeniu kompleksów z jonami metali. Dlatego są również znane jako czynniki kompleksujące. Ligandy mogą być jednokleszczowe, dwukleszczowe, trójzębne itp. W oparciu o ząbkowanie liganda. Stomatyczność to liczba grup dawców obecnych w ligandzie. Jednokleszczowy oznacza, że ligand ma tylko jedną grupę dawców. Bidentate oznacza, że ma dwie grupy dawców na jedną cząsteczkę liganda. Istnieją dwa główne typy ligandów podzielone na kategorie w oparciu o teorię pola krystalicznego; silne ligandy (lub ligandy silnego pola) i słabe ligandy (lub ligandy słabe pola). Kluczowa różnica między silnymi ligandami i słabymi ligandami polega na tym, że rozszczepienie orbitali po związaniu z ligandem silnego pola powoduje większą różnicę między orbitaliami o wyższym i niższym poziomie energii, podczas gdy rozszczepienie orbitali po związaniu z ligandem o słabym polu powoduje mniejszą różnicę pomiędzy orbitaliami wyższego i niższego poziomu energii.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest teoria pola kryształowego
3. Czym jest silny ligand
4. Czym jest słaby ligand
5. Porównanie obok siebie - silny ligand kontra słaby ligand w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest teoria pola kryształowego?
Teorię pola kryształów można opisać jako model, który ma na celu wyjaśnienie pękania zwyrodnień (powłok elektronowych o równej energii) orbitali elektronowych (zwykle orbitali d lub f) z powodu statycznego pola elektrycznego wytwarzanego przez otaczający anion lub aniony (lub ligandy). Teoria ta jest często używana do wykazania zachowania kompleksów jonów metali przejściowych. Teoria ta może wyjaśnić właściwości magnetyczne, kolory kompleksów koordynacyjnych, entalpie hydratacji itp.
Teoria:
Interakcja między jonem metalu a ligandami jest wynikiem przyciągania między jonami metalu o ładunku dodatnim a ujemnymi niesparowanymi elektronami liganda. Teoria ta opiera się głównie na zmianach zachodzących w pięciu zdegenerowanych orbitali elektronowych (atom metalu ma pięć orbitali d). Kiedy ligand zbliża się do jonu metalu, niesparowane elektrony są bliżej niektórych orbitali d niż innych orbitali d jonu metalu. Powoduje to utratę zwyrodnienia. A także elektrony w orbitali d odpychają elektrony liganda (ponieważ oba są naładowane ujemnie). Stąd orbitale d, które są bliżej liganda, mają wysoką energię niż inne orbitale d. Powoduje to rozszczepienie orbitali d na orbitale o wysokiej energii i orbitale d o niskiej energii, w oparciu o energię.
Niektóre czynniki wpływające na ten podział to; charakter jonu metalu, stopień utlenienia jonu metalu, rozmieszczenie ligandów wokół centralnego jonu metalu i charakter ligandów. Po rozszczepieniu tych orbitali d na podstawie energii, różnica między orbitaliami d o wysokiej i niskiej energii jest znana jako parametr podziału pola krystalicznego (∆ oct dla kompleksów oktaedrycznych).
Rysunek 01: Wzór podziału w kompleksach ośmiościennych
Wzór podziału: ponieważ istnieje pięć orbitali d, podział następuje w stosunku 2: 3. W oktaedrycznych kompleksach dwa orbitale znajdują się na wysokim poziomie energii (zbiorczo określane jako „np.”), A trzy orbitale na niższym poziomie energii (zbiorczo zwane t2g). W kompleksach czworościennych jest odwrotnie; trzy orbitale znajdują się na wyższym poziomie energii, a dwa na niższym poziomie energii.
Co to jest Strong Ligand?
Silny ligand lub ligand silnego pola jest ligandem, który może skutkować większym rozszczepieniem pola kryształu. Oznacza to, że wiązanie liganda silnego pola powoduje większą różnicę między orbitaliami o wyższym i niższym poziomie energii. Przykłady obejmują CN - (ligandy cyjankowe), NO 2 - (ligand nitro) i CO (ligandy karbonylowe).
Rysunek 02: Dzielenie przy niskich obrotach
Podczas tworzenia kompleksów z tymi ligandami, początkowo orbitale o niższej energii (t2g) są całkowicie wypełnione elektronami przed wypełnieniem na inne orbitale o wysokich energiach (np.). Powstałe w ten sposób kompleksy nazywane są „kompleksami niskospinowymi”.
Co to jest słaby ligand?
Słaby ligand lub ligand słabego pola to ligand, który może powodować rozszczepienie w niższym polu kryształu. Oznacza to, że wiązanie liganda słabego pola powoduje mniejszą różnicę między orbitaliami o wyższym i niższym poziomie energii.
Rysunek 3: Dzielenie przy wysokich obrotach
W tym przypadku, ponieważ mała różnica między dwoma poziomami orbitalnymi powoduje odpychanie między elektronami na tych poziomach energii, orbitale o wyższej energii można łatwo wypełnić elektronami w porównaniu do orbitali o niskiej energii. Kompleksy utworzone z tymi ligandami nazywane są „kompleksami wysokospinowymi”. Przykłady słabych ligandów pola obejmują I - (ligand jodkowy), Br - (ligand bromkowy) itp.
Jaka jest różnica między silnym a słabym ligandem?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Silny ligand vs słaby ligand |
|
| Silny ligand lub ligand silnego pola jest ligandem, który może skutkować większym rozszczepieniem pola kryształu. | Słaby ligand lub ligand słabego pola to ligand, który może powodować rozszczepienie w niższym polu kryształu. |
| Teoria | |
| Rozszczepienie po związaniu liganda silnego pola powoduje większą różnicę między orbitaliami o wyższym i niższym poziomie energii. | Rozszczepienie orbitali po związaniu liganda słabego pola powoduje mniejszą różnicę między orbitaliami o wyższym i niższym poziomie energii. |
| Kategoria | |
| Kompleksy utworzone z silnymi ligandami polowymi nazywane są „kompleksami niskospinowymi”. | Kompleksy utworzone z ligandów słabego pola nazywane są „kompleksami wysokospinowymi”. |
Podsumowanie - silny ligand kontra słaby ligand
Silne ligandy i słabe ligandy to aniony lub cząsteczki, które powodują rozszczepienie orbitali d jonu metalu na dwa poziomy energii. Różnica między silnymi ligandami i słabymi ligandami polega na tym, że rozszczepienie po związaniu liganda silnego pola powoduje większą różnicę między orbitaliami o wyższym i niższym poziomie energii, podczas gdy rozszczepienie orbitali po związaniu liganda słabego pola powoduje mniejszą różnicę między wyższym a niższym orbitale poziomu energii.
