Diferența cheie - Ligand puternic vs Ligand slab
Un ligand este un atom, ion sau o moleculă care donează sau împarte doi dintre electronii săi printr-o legătură covalentă coordonată cu un atom central sau ion. Conceptul de liganzi este discutat în chimia coordonării. Liganzii sunt specii chimice care sunt implicate în formarea complexelor cu ioni metalici. Prin urmare, sunt cunoscuți și ca agenți de complexare. Liganzii pot fi monodentați, bidentați, tridentați etc., pe baza denticității ligandului. Denticitatea este numărul de grupuri donatoare prezente într-un ligand. Monodentatul înseamnă că ligandul are un singur grup de donatori. Bidentat înseamnă că are două grupuri donatoare pe o moleculă de ligand. Există două tipuri majore de liganzi clasificați pe baza teoriei câmpului de cristal; liganzi puternici (sau liganzi puternici de câmp) și liganzi slabi (sau liganzi slabi de câmp). Diferența cheie între liganzii puternici și liganzii slabi este că împărțirea orbitalilor după legarea la un ligand puternic de câmp determină o diferență mai mare între orbitalii de nivel superior și inferior de energie, în timp ce divizarea orbitalilor după legarea la un ligand de câmp slab provoacă o diferență mai mică între orbitalii de nivel superior și inferior de energie.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferența cheie
2. Ce este teoria câmpului de cristal
3. Ce este ligandul puternic
4. Ce este ligandul slab
5. Comparație side by side - Ligand puternic vs ligand slab în formă tabelară
6. Rezumat
Ce este teoria câmpului de cristal?
Teoria câmpului cristalelor poate fi descrisă ca un model care este conceput pentru a explica ruperea degenerărilor (cochilii de electroni cu energie egală) ale orbitalilor electronici (de obicei orbitalii d sau f) datorită câmpului electric static produs de un anion sau anioni înconjurător (sau liganzi). Această teorie este adesea utilizată pentru a demonstra comportamentul complexelor de ioni ai metalelor de tranziție. Această teorie poate explica proprietățile magnetice, culorile complexelor de coordonare, entalpiile de hidratare etc.
Teorie:
Interacțiunea dintre ionul metalic și liganzi este rezultatul atracției dintre ionul metalic cu o sarcină pozitivă și sarcina negativă a electronilor neperecheați ai ligandului. Această teorie se bazează în principal pe schimbările care au loc în cinci orbitali de electroni degenerați (un atom de metal are cinci orbitali de d). Când un ligand se apropie de ionul metalic, electronii nepereche sunt mai aproape de unii orbitali d decât de alți d orbitali ai ionului metalic. Acest lucru provoacă o pierdere a degenerescenței. Și, de asemenea, electronii din orbitalii d resping electronii ligandului (deoarece ambii sunt încărcați negativ). Prin urmare, orbitalii d care sunt mai aproape de ligand au energie ridicată decât cea a altor orbitali d. Acest lucru are ca rezultat împărțirea orbitalilor d în orbitali d cu energie ridicată și orbitali d cu energie redusă, pe baza energiei.
Unii factori care afectează această divizare sunt; natura ionului metalic, starea de oxidare a ionului metalic, dispunerea liganzilor în jurul ionului metalic central și natura liganzilor. După împărțirea acestor orbitali d pe baza energiei, diferența dintre orbitalii d cu energie ridicată și joasă este cunoscută ca parametru de divizare a câmpului de cristal (∆ oct pentru complexele octaedrice).
Figura 01: Model de divizare în complexe octaedrice
Model de împărțire: Deoarece există cinci orbitali d, împărțirea are loc într-un raport de 2: 3. În complexele octaedrice, doi orbitali se află la un nivel ridicat de energie (cunoscut sub numele de „de exemplu”), iar trei orbitali se află la nivelul inferior de energie (cunoscut sub numele de t2g). În complexele tetraedrice se produce opusul; trei orbitali se află în nivelul de energie superior și doi în nivelul de energie inferior.
Ce este Ligandul puternic?
Un ligand puternic sau un ligand puternic de câmp este un ligand care poate duce la o divizare mai mare a câmpului de cristal. Aceasta înseamnă că legarea unui ligand puternic de câmp determină o diferență mai mare între orbitalii cu nivel de energie mai mare și mai mic. Exemplele includ CN - (liganzi cianuri), NO 2 - (nitro ligand) și CO (liganzi carbonil).
Figura 02: Scindare de rotire redusă
La formarea complexelor cu acești liganzi, la început, orbitalele cu energie inferioară (t2g) sunt complet umplute cu electroni înainte de a fi umplute cu oricare alt orbital cu nivel ridicat de energie (de exemplu). Complexele formate în acest mod se numesc „complexe cu spin redus”.
Ce este Ligandul slab?
Un ligand slab sau un ligand de câmp slab este un ligand care poate duce la o divizare a câmpului de cristal inferior. Aceasta înseamnă că legarea unui ligand de câmp slab determină o diferență mai mică între orbitalii cu nivel de energie mai mare și mai mic.
Figura 3: Împărțire cu rotire ridicată
În acest caz, deoarece diferența scăzută dintre cele două niveluri orbitale provoacă repulsii între electroni în acele niveluri de energie, orbitalii cu energie superioară pot fi ușor umpluți cu electroni în comparație cu cei din orbitalii cu energie scăzută. Complexele formate cu acești liganzi sunt numite „complexe cu spin mare”. Exemple de liganzi slabi de câmp includ I - (ligand iodură), Br - (ligand bromură) etc.
Care este diferența dintre ligand puternic și ligand slab?
Difuzarea articolului din mijloc înainte de tabel
Ligand puternic vs Ligand slab |
|
| Un ligand puternic sau un ligand puternic de câmp este un ligand care poate duce la o divizare mai mare a câmpului de cristal. | Un ligand slab sau un ligand de câmp slab este un ligand care poate duce la o divizare a câmpului de cristal inferior. |
| Teorie | |
| Împărțirea după legarea unui ligand puternic de câmp determină o diferență mai mare între orbitalii cu nivel de energie mai mare și inferior. | Împărțirea orbitalilor după legarea unui ligand de câmp slab determină o diferență mai mică între orbitalii de nivel superior și inferior. |
| Categorie | |
| Complexele formate cu liganzi puternici de câmp sunt numite „complexe cu spin redus”. | Complexele formate cu liganzi de câmp slab sunt numite „complexe cu spin mare”. |
Rezumat - Ligand puternic vs Ligand slab
Liganzii puternici și liganzii slabi sunt anioni sau molecule care determină împărțirea d orbitalilor unui ion metalic în două niveluri de energie. Diferența dintre liganzii puternici și liganzii slabi este că împărțirea după legarea unui ligand de câmp puternic determină o diferență mai mare între orbitalii de nivel energetic mai mare și inferior, în timp ce divizarea orbitalilor după legarea unui ligand de câmp slab determină o diferență mai mică între cei mai mari și cei mai mici orbitali de nivel energetic.
