Tärkein ero - vahva ligandi vs heikko ligandi
Ligandi on atomi, ioni tai molekyyli, joka lahjoittaa tai jakaa kaksi elektronistaan koordinaattikovalenttisen sidoksen kautta keskiatomin tai -ionin kanssa. Ligandien käsitettä käsitellään koordinaatiokemiassa. Ligandit ovat kemiallisia lajeja, jotka osallistuvat kompleksien muodostumiseen metalli-ionien kanssa. Siksi ne tunnetaan myös kompleksinmuodostajina. Ligandit voivat olla monodentaatteja, kaksisuuntaisia, tridentaatteja jne. Ligandin hammasluokan perusteella. Dentiteetti on ligandissa läsnä olevien luovuttajaryhmien lukumäärä. Monodentaatti tarkoittaa, että ligandilla on vain yksi luovuttajaryhmä. Bidentate tarkoittaa, että sillä on kaksi luovuttajaryhmää yhtä ligandimolekyyliä kohti. On olemassa kaksi päätyyppiä ligandeja, jotka on luokiteltu kristallikenttäteorian perusteella; vahvat ligandit (tai vahvat kenttäligandit) ja heikot ligandit (tai heikot kenttäligandit). Keskeinen ero vahvojen ligandien ja heikkojen ligandien välillä on se, että orbitaalien halkaisu voimakkaan kentän ligandiin sitoutumisen jälkeen aiheuttaa suuremman eron korkeamman ja alemman energiatason orbitaalien välillä, kun taas orbitaalien jakautuminen heikkoon kentän ligandiin sitoutumisen jälkeen aiheuttaa pienemmän eron korkeamman ja matalamman energiatason orbitaalien välillä.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero
2. Mikä on kristallikenttäteoria
3. Mikä on vahva ligandi
4. Mikä on heikko ligandi
5. Rinnakkainen vertailu - vahva ligandi vs. heikko ligandi taulukkomuodossa
6. Yhteenveto
Mikä on kristallikentän teoria?
Kiteiden kenttoteoriaa voidaan kuvata mallina, joka on suunniteltu selittämään elektronien kiertoradojen (yleensä d tai f orbitaalien) degeneraatioiden (saman energian elektronikuoret) rikkoutuminen ympäröivän anionin tai anionien (tai ligandit). Tätä teoriaa käytetään usein siirtymämetalli-ionikompleksien käyttäytymisen osoittamiseen. Tämä teoria voi selittää magneettiset ominaisuudet, koordinaatiokompleksien värit, nesteytysentalpiat jne.
Teoria:
Metalli-ionin ja ligandien välinen vuorovaikutus johtuu positiivisen varauksen sisältävän metalli-ionin ja ligandin parittomien elektronien negatiivisen varauksen välisestä vetovoimasta. Tämä teoria perustuu pääasiassa muutoksiin, jotka tapahtuvat viidessä rappeutuneessa elektronipyörässä (metalliatomissa on viisi d kiertoradaa). Kun ligandi tulee lähelle metalli-ionia, parittomat elektronit ovat lähempänä joitain d-orbitaaleja kuin toiset metalli-ionin orbitaalit. Tämä aiheuttaa rappeutumisen menetystä. Ja myös d-orbitaalien elektronit hylkäävät ligandin elektronit (koska molemmat ovat negatiivisesti varattuja). Siksi d-orbitaaleilla, jotka ovat lähempänä ligandia, on korkea energia kuin muilla d-orbitaaleilla. Tämä johtaa d-orbitaalien jakautumiseen korkeaenergisiin d-orbitaaleihin ja matalan energian d-orbitaaleihin energian perusteella.
Joitakin tähän jakamiseen vaikuttavia tekijöitä ovat; metalli-ionin luonne, metalli-ionin hapetustila, ligandien sijoittuminen metalli-ionin ympärille ja ligandien luonne. Kun nämä d-orbitaalit on jaettu energian perusteella, korkean ja matalan energian d-orbitaalien välinen ero tunnetaan kide-kenttäjakautumisparametrina (∆ oktaasi oktraalikomplekseille).
Kuva 01: Kuvion jakaminen oktaedraalisissa komplekseissa
Halkaisukuvio: Koska orbitaaleja on viisi d, halkaisu tapahtuu suhteessa 2: 3. Oktaedrisissa komplekseissa kaksi kiertorataa on korkealla energiatasolla (tunnetaan yhdessä nimellä 'esim.') Ja kolme kiertorataa on alemmalla energiatasolla (yhdessä tunnetaan nimellä t2g). Tetraedraalisissa komplekseissa päinvastainen tapahtuu; kolme kiertorataa on korkeammalla energiatasolla ja kaksi alemmalla energiatasolla.
Mikä on vahva ligandi?
Vahva ligandi tai vahva kenttäligandi on ligandi, joka voi johtaa korkeampaan kidekentän jakautumiseen. Tämä tarkoittaa, että vahvan kenttäligandin sitoutuminen aiheuttaa suuremman eron korkeamman ja matalamman energiatason orbitaalien välillä. Esimerkkejä ovat CN - (syanidi ligandit), NO 2 - (nitro-ligandi) ja CO (karbonyyli ligandeja).
Kuva 02: Matalan kehruun halkaisu
Muodostettaessa komplekseja näiden ligandien kanssa, alemman energian orbitaalit (t2g) täytetään kokonaan elektronilla ennen kuin ne täyttyvät mihin tahansa muuhun korkean energiatason orbitaaliin (esim.). Tällä tavalla muodostuneita komplekseja kutsutaan "matalien spin-komplekseiksi".
Mikä on heikko ligandi?
Heikko ligandi tai heikon kentän ligandi on ligandi, joka voi johtaa matalamman kidekentän jakautumiseen. Tämä tarkoittaa, että heikon kentän ligandin sitoutuminen aiheuttaa pienemmän eron korkeamman ja matalamman energiatason orbitaalien välillä.
Kuva 3: Suuri linkous
Tässä tapauksessa, koska kahden orbitaalitason pieni ero aiheuttaa karkotuksia elektronien välillä näillä energiatasoilla, korkeamman energian kiertoradat voidaan helposti täyttää elektronilla verrattuna matalan energian kiertoradoihin. Näiden ligandien kanssa muodostuneita komplekseja kutsutaan "korkean pyörimisen komplekseiksi". Esimerkkejä heikon kentän ligandeista ovat I - (jodidiligandi), Br - (bromidiligandi) jne.
Mikä on ero vahvan ligandin ja heikon ligandin välillä?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Vahva ligandi vs heikko ligandi |
|
| Vahva ligandi tai vahva kenttäligandi on ligandi, joka voi johtaa korkeampaan kidekentän jakautumiseen. | Heikko ligandi tai heikon kentän ligandi on ligandi, joka voi johtaa matalamman kidekentän jakautumiseen. |
| Teoria | |
| Jakaminen vahvan kenttäligandin sitoutumisen jälkeen aiheuttaa suuremman eron korkeamman ja matalamman energiatason orbitaalien välillä. | Orbitaalien jakautuminen heikon kentän ligandin sitomisen jälkeen aiheuttaa pienemmän eron korkeamman ja matalamman energiatason orbitaalien välillä. |
| Kategoria | |
| Vahvojen kenttäligandien kanssa muodostuneita komplekseja kutsutaan "matalan spin-komplekseiksi". | Heikon kentän ligandien kanssa muodostuneita komplekseja kutsutaan "korkean spin -komplekseiksi". |
Yhteenveto - vahva ligandi vs heikko ligandi
Vahvat ligandit ja heikot ligandit ovat anioneja tai molekyylejä, jotka aiheuttavat metalli-ionin d-orbitaalien jakautumisen kahteen energiatasoon. Ero vahvojen ligandien ja heikkojen ligandien välillä on, että jakautuminen vahvan kenttäligandin sitoutumisen jälkeen aiheuttaa suuremman eron korkeamman ja alemman energiatason orbitaalien välillä, kun taas orbitaalien jakautuminen heikon kenttäligandin sitoutumisen jälkeen aiheuttaa pienemmän eron korkeamman ja alemman välillä. energiatason kiertoradat.
