Keskeinen ero - Kristallikenttoteoria vs. ligandikenttäteoria
Kristallikenttäteoria ja ligandikenttäteoria ovat kaksi epäorgaanisen kemian teoriaa, joita käytetään siirtymämetallikompleksien sitoutumismallien kuvaamiseen. Kristallikenttäteoriassa (CFT) otetaan huomioon d-orbitaaleja sisältävän elektronin häiriön vaikutus ja niiden vuorovaikutus metallikationin kanssa, ja CFT: ssä metalli-ligandi-vuorovaikutusta pidetään vain sähköstaattisena. Ligandikenttäteoria (LFT) pitää metalli-ligandi-vuorovaikutusta kovalenttisena sitoutumisvuorovaikutuksena ja riippuu metallien d-orbitaalien ja ligandin orientaatiosta ja päällekkäisyydestä. Tämä on keskeinen ero kristallikenttäteorian ja ligandikenttäteorian välillä.
Mikä on kristallikentän teoria?
Kristallikenttäteorian (CFT) ehdotti fyysikko Hans Bethe vuonna 1929, ja sitten JH Van Vleck ehdotti joitain muutoksia vuonna 1935. Tämä teoria kuvaa joitain tärkeitä siirtymämetallikompleksien ominaisuuksia, kuten magneettisuutta, absorptiospektrejä, hapettumistiloja ja koordinaatio. CFT ottaa pohjimmiltaan huomioon keskiatomin d-orbitaalien vuorovaikutuksen ligandien kanssa ja näitä ligandeja pidetään pistevarauksina. Lisäksi siirtymämetallikompleksissa olevan keskimetallin ja ligandien välistä vetovoimaa pidetään puhtaasti sähköstaattisena.
Oktaedrinen kristallikentän stabilointienergia
Mikä on ligandikenttäteoria?
Ligandikenttäteoria antaa tarkemman kuvauksen sitoutumisesta koordinaatioyhdisteissä. Tässä otetaan huomioon metallin ja ligandin välinen sitoutuminen koordinaatiokemian käsitteiden mukaan. Tätä sidosta pidetään koordinoituna kovalenttisena sidoksena tai datatiivisena kovalenttisena sidoksena osoittaakseen, että sidoksessa olevat molemmat elektronit ovat peräisin ligandista. Kristallikenttäteorian perusperiaatteet ovat läheisesti samankaltaisia kuin molekyylirata-teoriassa.
Ligandikenttämalli, jossa esitetään yhteenveto σ-sitoutumisesta oktaedraalikompleksissa [Ti (H2O) 6] 3+.
Mitä eroa on kristallikenttäteorialla ja ligandikenttäteorialla?
Peruskonseptit:
Kristallikenttäteoria: Tämän teorian mukaan siirtymämetallin ja ligandien välinen vuorovaikutus johtuu vetovoimasta ligandin sitoutumattomilla elektroneilla olevan negatiivisen varauksen ja positiivisesti varautuneen metallikationin välillä. Toisin sanoen metallin ja ligandien välinen vuorovaikutus on puhtaasti sähköstaattista.
Ligandikentän teoria:
- Yksi tai useampi ligandin orbitaali menee päällekkäin yhden tai useamman metallin atomiorbitaalin kanssa.
- Jos metallin ja ligandin kiertoradoilla on samanlaiset energiat ja yhteensopivat symmetriat, on olemassa nettovuorovaikutus.
- Nettovuorovaikutus johtaa uuteen orbitaaliryhmään, joista toinen sitoutuu ja toinen tarttuu anti-sitoutumiseen. (* Tarkoittaa, että kiertorata on tarttumista estävä.)
- Kun nettovaikutusta ei ole; alkuperäisiin atomi- ja molekyylipyörät eivät vaikuta, ja ne ovat luonteeltaan sitomattomia metalli-ligandi-vuorovaikutuksen suhteen.
- Sitoutumis- ja kiinnittymisenestoritaaleilla on sigma (σ) tai pi (π) luonne metallin ja ligandin orientaatiosta riippuen.
Rajoitukset:
Kristallikenttäteoria: Kristallikenttäteorialla on useita rajoituksia. Se ottaa huomioon vain keskiatomin d-orbitaalit; s- ja p-orbitaaleja ei oteta huomioon. Lisäksi tämä teoria ei pysty selittämään joidenkin ligandien suuren ja pienen jakautumisen syitä.
Ligandikenttäteoria: Ligandikenttäteorialla ei ole sellaisia rajoituksia kuin kristallikenttäteoriassa. Sitä voidaan pitää kristallikenttäteorian laajennettuna versiona.
Sovellukset:
Kristallikenttäteoria: Kristallikenttäteoria tarjoaa arvokasta tietoa siirtymämetallien elektronirakenteesta kristalliristikoissa, Kristallikenttäteoria selittää kiertoradan rappeutumisen hajoamisen siirtymämetallikomplekseissa ligandien läsnäolon vuoksi. Se kuvaa myös metalli-ligandisidosten voimakkuutta. Järjestelmän energiaa muutetaan metalliligandisidosten lujuuden perusteella, mikä voi johtaa sekä magneettisten ominaisuuksien että värin muutokseen.
Ligandikenttäteoria: Tämä teoria koskee metallin ja ligandin välisten vuorovaikutusten alkuperää ja seurauksia näiden yhdisteiden magneettisten, optisten ja kemiallisten ominaisuuksien selvittämiseksi.
