Kluczowa różnica - teoria pola kryształów a teoria pola ligandów
Teoria pola krystalicznego i teoria pola ligandów to dwie teorie chemii nieorganicznej, które są wykorzystywane do opisania wzorów wiązań w kompleksach metali przejściowych. Teoria pola krystalicznego (CFT) rozważa wpływ zakłócenia orbitali d zawierających elektrony i ich interakcję z kationem metalu, a w CFT oddziaływanie metal-ligand uważa się tylko za elektrostatyczne. Teoria pola ligandów (LFT) traktuje oddziaływanie metal-ligand jako kowalencyjne oddziaływanie wiązania i zależy od orientacji i zachodzenia na siebie orbitali d metali i liganda. To jest kluczowa różnica między teorią pola krystalicznego a teorią pola ligandów.
Co to jest teoria pola kryształowego?
Teoria pola krystalicznego (CFT) została zaproponowana przez fizyka Hansa Bethe w 1929 r., A następnie JH Van Vleck w 1935 r. Zaproponował pewne zmiany. Teoria ta opisuje niektóre ważne właściwości kompleksów metali przejściowych, takie jak magnetyzm, widma absorpcji, stany utleniania i koordynacja. CFT zasadniczo rozważa interakcję orbitali D atomu centralnego z ligandami, a te ligandy są uważane za ładunki punktowe. Ponadto przyciąganie między metalem centralnym a ligandami w kompleksie metalu przejściowego jest uważane za czysto elektrostatyczne.
Energia stabilizacji pola krystalicznego oktaedrycznego
Czym jest teoria pola ligandów?
Teoria pola ligandów dostarcza bardziej szczegółowego opisu wiązań w związkach koordynacyjnych. Uwzględnia to wiązanie między metalem a ligandem zgodnie z koncepcjami chemii koordynacyjnej. To wiązanie jest uważane za skoordynowane wiązanie kowalencyjne lub celowe wiązanie kowalencyjne, aby pokazać, że oba elektrony w wiązaniu pochodzą z liganda. Podstawowe zasady teorii pola krystalicznego są bardzo podobne do zasad teorii orbitali molekularnych.
Schemat Ligand-Field podsumowujący wiązanie σ w oktaedrycznym kompleksie [Ti (H2O) 6] 3+.
Jaka jest różnica między teorią pola kryształowego a teorią pola ligandów?
Podstawowe koncepcje:
Teoria pola krystalicznego: Zgodnie z tą teorią, interakcja między metalem przejściowym a ligandami jest spowodowana przyciąganiem między ładunkiem ujemnym niezwiązanych elektronów liganda i dodatnio naładowanym kationem metalu. Innymi słowy, oddziaływanie między metalem a ligandami jest czysto elektrostatyczne.
Teoria pola ligandów:
- Jeden lub więcej orbitali na ligandzie zachodzi na jeden lub więcej orbitali atomowych na metalu.
- Jeśli orbitale metalu i liganda mają podobne energie i kompatybilne symetrie, istnieje interakcja netto.
- Interakcja netto skutkuje nowym zestawem orbitali, jednym wiązaniem, a drugim anty-wiązaniem. (* Oznacza, że orbital jest przeciwdziałający wiązaniu).
- Kiedy nie ma interakcji sieci; nie ma to wpływu na oryginalne orbitale atomowe i molekularne i nie mają one charakteru wiążącego w odniesieniu do interakcji metal-ligand.
- Orbitale wiążące i anty-wiążące mają charakter sigma (σ) lub pi (π), w zależności od orientacji metalu i liganda.
Ograniczenia:
Teoria pola krystalicznego: Teoria pola krystalicznego ma kilka ograniczeń. Uwzględnia tylko orbitale d atomu centralnego; orbitale s i p nie są brane pod uwagę. Ponadto teoria ta nie wyjaśnia przyczyn dużego i małego rozszczepienia niektórych ligandów.
Teoria pola ligandów: Teoria pola ligandów nie ma takich ograniczeń, jak w teorii pola kryształu. Można to uznać za rozszerzoną wersję teorii pola kryształu.
Aplikacje:
Teoria pola kryształowego: Teoria pola kryształowego dostarcza cennych informacji na temat struktury elektronowej metali przejściowych w sieciach krystalicznych, Teoria pola krystalicznego wyjaśnia przerwanie zwyrodnienia orbitalnego w kompleksach metali przejściowych z powodu obecności ligandów. Opisuje również siłę wiązań metal-ligand. Energia systemu zmienia się w zależności od siły wiązania metal-ligand, co może prowadzić do zmiany właściwości magnetycznych, a także koloru.
Teoria pola ligandów: Teoria ta zajmuje się pochodzeniem i konsekwencjami oddziaływań metal-ligand w celu wyjaśnienia magnetycznych, optycznych i chemicznych właściwości tych związków.
