Różnica między silnym ligandem a słabym ligandem

Kluczowa różnica - silny ligand vs Słaby Ligand
 

Ligand jest atomem, jonem lub cząsteczką, która przekazuje lub dzieli dwa swoje elektrony poprzez skoordynowane wiązanie kowalencyjne z centralnym atomem lub jonem. Pojęcie ligandów jest omawiane w ramach chemii koordynacyjnej. Ligandy są gatunkami chemicznymi, które biorą udział w tworzeniu kompleksów z jonami metali. Dlatego są one również znane jako czynniki kompleksujące. Ligandy mogą być Monodentate, bidentate, tridentate itp. W oparciu o zębowość ligandu. Dentyczność to liczba grup dawców obecnych w ligandzie. Monodentat oznacza, że ​​ligand ma tylko jedną grupę dawcy. Bidentate oznacza, że ​​ma dwie grupy dawców na jedną cząsteczkę ligandu. Istnieją dwa główne typy ligandów podzielone na kategorie na podstawie teorii pola krystalicznego; silne ligandy (lub silne ligandy polowe) i słabe ligandy (lub słabe ligandy polowe). The kluczowa różnica między silnymi i słabymi ligandami jest to podział orbitali po związaniu z ligandem o silnym polu powoduje większą różnicę między orbitalami o wyższym i niższym poziomie energii, natomiast podział orbitali po związaniu z ligandem o słabym polu powoduje mniejszą różnicę między orbitalami o wyższym i niższym poziomie energii.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest teoria Crystal Field
3. Co to jest Strong Ligand
4. Co to jest słaby ligand
5. Porównanie obok siebie - Silny Ligand vs Słaby Ligand w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie

Co to jest Crystal Field Theory?

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). Teorię tę często stosuje się do wykazania zachowania kompleksów jonów metali przejściowych. Teoria ta może wyjaśnić właściwości magnetyczne, kolory kompleksów koordynacyjnych, entalpie nawodnienia itp.

Teoria:

Interakcja między jonem metalu a ligandami jest wynikiem przyciągania między jonem metalu ładunkiem dodatnim i ujemnym niesparowanych elektronów ligandu. Teoria ta opiera się głównie na zmianach zachodzących w pięciu zdegenerowanych orbitali elektronowych (atom metalu ma pięć d orbitali). Kiedy ligand zbliża się do jonu metalu, niesparowane elektrony są bliżej niektórych d orbitali niż innych d orbitali jonu metalu. To powoduje utratę zwyrodnienia. A także elektrony na orbitalach d odpychają elektrony ligandu (ponieważ oba są naładowane ujemnie). Stąd d orbitale bliższe ligandowi mają wysoką energię niż energia innych orbitali. Powoduje to podział d orbitali na orbitaly d o wysokiej energii i orbitale o niskiej energii na podstawie energii.

Niektóre czynniki wpływające na ten podział są; charakter jonu metalu, stan utlenienia jonu metalu, rozmieszczenie ligandów wokół centralnego jonu metalu i natura ligandów. Po podziale tych orbitali d na podstawie energii różnica między orbitalami d wysokiej i niskiej energii jest znana jako parametr podziału pola krystalicznego (∆_paź dla kompleksów oktaedrycznych).

Ryc. 01: Wzór podziału w kompleksach ośmiościennych

Wzór podziału: Ponieważ istnieje pięć orbitali d, dzielenie zachodzi w stosunku 2: 3. W kompleksach oktaedrycznych dwa orbitale znajdują się na wysokim poziomie energii (zwane łącznie „na przykład”), a trzy orbitale znajdują się na niższym poziomie energetycznym (zwanym łącznie t2g). W kompleksach czworościennych występuje odwrotnie; trzy orbitale znajdują się na wyższym poziomie energii, a dwa na niższym poziomie energii.

Co to jest Strong Ligand?

Silny ligand lub silny ligand polowy jest ligandem, który może powodować rozdzielenie pola kryształów o wyższym poziomie. Oznacza to, że wiązanie ligandu silnego pola powoduje większą różnicę między orbitałami o wyższym i niższym poziomie energii. Przykłady obejmują CN^- (ligandy cyjankowe), NO₂₎^- (ligand nitro) i CO (ligandy karbonylowe).

Rysunek 02: Podział przy niskim spinie

Przy tworzeniu kompleksów z tymi ligandami, najpierw orbitale o niższej energii (t2g) są całkowicie wypełnione elektronami przed wypełnieniem innych orbitali o wysokim poziomie energii (np.). Utworzone w ten sposób kompleksy nazywane są „kompleksami o niskim spinie”.

Co to jest Słaby Ligand?

Słaby ligand lub słaby ligand pola jest ligandem, który może powodować rozdzielenie pola niższego kryształu. Oznacza to, że wiązanie liganda słabego pola powoduje niższą różnicę między orbitalami o wyższym i niższym poziomie energii.

Rycina 3: Dzielenie przy wysokim spinie

W tym przypadku, ponieważ niska różnica między dwoma poziomami orbitalnymi powoduje odpychanie między elektronami na tych poziomach energii, orbitale o wyższej energii można łatwo wypełnić elektronami w porównaniu z orbitalami o niskiej energii. Kompleksy utworzone z tymi ligandami nazywane są „kompleksami o wysokim spinie”. Przykłady słabych ligandów pola obejmują I^- (ligand jodkowy), Br^- (ligand bromkowy) itp.

Jaka jest różnica między silnym ligandem a słabym ligandem?

Strong Ligand vs Weak Ligand
Silny ligand lub silny ligand polowy jest ligandem, który może powodować rozdzielenie pola kryształów o wyższym poziomie.	Słaby ligand lub słaby ligand pola jest ligandem, który może powodować rozdzielenie pola niższego kryształu.
Teoria
Rozszczepienie po związaniu liganda silnego pola powoduje większą różnicę między orbitalami o wyższym i niższym poziomie energii.	Rozdzielanie orbitali po związaniu słabego liganda pola powoduje mniejszą różnicę między orbitalami o wyższym i niższym poziomie energii.
Kategoria
Kompleksy utworzone z silnymi ligandami polowymi nazywane są „kompleksami o niskim spinie”.	Kompleksy utworzone ze słabymi ligandami polowymi nazywane są „kompleksami o wysokim spinie”.

streszczenie - Silny Ligand vs Słaby Ligand

Silne i słabe ligandy są anionami lub cząsteczkami, które powodują podział d orbitali jonu metalu na dwa poziomy energii. Różnica między silnymi ligandami a słabymi ligandami polega na tym, że rozszczepienie po związaniu liganda silnego pola powoduje większą różnicę między orbitalami o wyższym i niższym poziomie energii, natomiast rozszczepienie orbitali po związaniu liganda słabego pola powoduje niższą różnicę między wyższym a niższym orbitale poziomu energii.

Odniesienie:

1.Helmenstine, Anne Marie, D. „Definicja Liganda”. ThoughtCo, 11 lutego 2017 r. Dostępne tutaj
2. „Ligands”. Chemia LibreTexts, Libretexts, 19 stycznia 2018. Dostępne tutaj
3. Redakcja Encyclopædia Britannica. „Ligand”. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 12 sierpnia 2010. Dostępne tutaj 

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1.'Octahedryczny podział pola krystalicznego 'Przez YanA, angielskiego użytkownika Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia  
2.'CFT-Low Spin Splitting Diagram-Vector'By Offnfopt, (Public Domain) via Commons Wikimedia  
3.'CFT-High Spin Splitting Diagram-Vector'By Offnfopt, obraz referencyjny stworzony przez YanA - Praca własna (domena publiczna) przez Commons Wikimedia