Galvenā atšķirība - stipra liganda vs vāja liganda
Ligands ir atoms, jons vai molekula, kas ziedo vai dala divus savus elektronus, izmantojot koordinātu kovalento saiti ar centrālo atomu vai jonu. Ligandu jēdziens tiek apspriests koordinācijas ķīmijā. Ligands ir ķīmiskas sugas, kas iesaistītas kompleksu veidošanā ar metāla joniem. Tādējādi tos sauc arī par kompleksu veidojošiem līdzekļiem. Ligandi var būt monodentāti, bidentāti, tridentāti utt., Pamatojoties uz liganda denticitāti. Denticitāte ir donorgrupu skaits, kas atrodas ligandā. Monodentāts nozīmē, ka ligandam ir tikai viena donoru grupa. Bidentate nozīmē, ka tai ir divas donoru grupas uz vienu liganda molekulu. Ir divi galvenie ligandu veidi, kas kategorizēti, pamatojoties uz kristāla lauka teoriju; spēcīgi ligandi (vai spēcīgi lauka ligandi) un vāji ligandi (vai vāji lauka ligandi). Galvenā atšķirība starp spēcīgiem un vājiem ligandiem ir tāda, ka orbitāļu sadalīšana pēc saistīšanās ar stipra lauka ligandu rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitālēm, savukārt orbitāļu sadalīšana pēc saistīšanās ar vāju lauka ligandu rada mazāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitālēm.
SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir kristāla lauka teorija
3. Kas ir stiprs ligands
4. Kas ir vājš ligands
5. Blakus salīdzinājums - stipra liganda vs vāja liganda tabulas veidā
6. Kopsavilkums
Kas ir kristāla lauka teorija?
Kristālu lauka teoriju var raksturot kā modeli, kas izstrādāts, lai izskaidrotu elektronu orbītas (parasti d vai f orbitāles) deģenerāciju (vienādas enerģijas elektronu čaulas) sadalīšanos statiskā elektriskā lauka dēļ, ko rada apkārtējais anjons vai anjoni (vai ligandi). Šo teoriju bieži izmanto, lai parādītu pārejas metālu jonu kompleksu uzvedību. Šī teorija var izskaidrot magnētiskās īpašības, koordinācijas kompleksu krāsas, hidratācijas entalpijas utt.
Teorija:
Mijiedarbība starp metāla jonu un ligandiem ir pievilcības rezultāts starp metāla jonu ar pozitīvu lādiņu un liganda nesavienoto elektronu negatīvo lādiņu. Šī teorija galvenokārt balstās uz izmaiņām, kas notiek piecās deģenerētās elektronu orbitālēs (metāla atomam ir piecas d orbitāles). Kad ligands nonāk tuvu metāla jonam, nepāra elektroni atrodas tuvāk dažām d orbitālēm nekā citām metāla jonu d orbitālēm. Tas izraisa deģenerācijas zudumu. Un arī d orbitālēs esošie elektroni atgrūž liganda elektronus (jo abi ir negatīvi lādēti). Tādējādi d orbitālēm, kas atrodas tuvāk ligandam, ir liela enerģija nekā citām d orbitālēm. Tā rezultātā d orbitāles tiek sadalītas augstas enerģijas d orbitālēs un zemas enerģijas d orbitālēs, pamatojoties uz enerģiju.
Daži faktori, kas ietekmē šo sadalīšanu, ir: metāla jonu raksturs, metāla jonu oksidācijas stāvoklis, ligandu izvietojums ap centrālo metāla jonu un ligandu raksturs. Pēc šo d orbitalu sadalīšanas, pamatojoties uz enerģiju, starpība starp augstas un zemas enerģijas d orbitālēm ir pazīstama kā kristāla lauka sadalīšanas parametrs (∆ oktāts oktaedra kompleksiem).
01. attēls: modeļa sadalīšana oktaedru kompleksos
Sadalīšanās shēma: Tā kā ir piecas d orbitāles, sadalīšana notiek proporcijā 2: 3. Oktaedriskajos kompleksos divas orbitāles atrodas augstā enerģijas līmenī (kopā sauktas par “piemēram”), un trīs orbitāles atrodas zemākā enerģijas līmenī (kopā sauktas par t2g). Tetraedriskajos kompleksos notiek pretējais; trīs orbitāles atrodas augstākā enerģijas līmenī un divas zemākā enerģijas līmenī.
Kas ir stiprs ligands?
Spēcīgs ligands vai spēcīgs lauka ligands ir ligands, kura rezultātā kristāla lauks var sadalīties augstāk. Tas nozīmē, ka stipra lauka liganda saistīšanās rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitālēm. Kā piemēru var minēt CN - (cianīdu ligandiem), NO 2 - (nitro liganda) un CO (karbonil- ligandiem).
02. attēls: Zema grieziena sadalīšana
Veidojoties kompleksiem ar šiem ligandiem, vispirms zemākās enerģijas orbitāles (t2g) tiek pilnībā piepildītas ar elektroniem, pirms tās iepilda citas augstā enerģijas līmeņa orbitāles (piemēram). Šādi izveidotos kompleksus sauc par “zemu griešanās kompleksiem”.
Kas ir vājš ligands?
Vājš vai vāja lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt zemāka kristāla lauka sašķelšanos. Tas nozīmē, ka vāja lauka liganda saistīšanās rada mazāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitālēm.
3. attēls: Augsta grieziena sadalīšana
Šajā gadījumā, tā kā zemā starpība starp diviem orbitālajiem līmeņiem izraisa atgrūšanos starp elektroniem šajos enerģijas līmeņos, augstākas enerģijas orbitāles var viegli piepildīt ar elektroniem, salīdzinot ar zemas enerģijas orbitālēm. Kompleksi, kas veidojas ar šiem ligandiem, tiek saukti par “augsta griešanās kompleksiem”. Vāju lauka ligandu piemēri ir I - (jodīda ligands), Br - (bromīda ligands) utt.
Kāda ir atšķirība starp stipro un vājo ligandu?
Atšķirīgs raksts vidū pirms tabulas
Spēcīgs ligands vs vājš ligands |
|
| Spēcīgs ligands vai spēcīgs lauka ligands ir ligands, kura rezultātā var šķelties augstāk kristālu lauks. | Vājš vai vāja lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt zemāka kristāla lauka sašķelšanos. |
| Teorija | |
| Sadalīšana pēc spēcīga lauka liganda saistīšanas rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitālēm. | Orbitālu sadalīšana pēc vāja lauka liganda saistīšanas rada mazāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitālēm. |
| Kategorija | |
| Kompleksi, kas veidojas ar spēcīgiem lauka ligandiem, tiek saukti par “zemu griešanās kompleksiem”. | Kompleksi, kas veidojas ar vājiem lauka ligandiem, tiek saukti par “augsta griešanās kompleksiem”. |
Kopsavilkums - spēcīgs ligands vs vājš ligands
Spēcīgi un vāji ligandi ir anjoni vai molekulas, kas izraisa metāla jonu d orbitāļu sadalīšanos divos enerģijas līmeņos. Atšķirība starp stipriem un vājiem ligandiem ir tāda, ka sadalīšanās pēc stipra lauka liganda saistīšanas rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitālēm, savukārt orbitāļu sadalīšana pēc vāja lauka liganda saistīšanas rada mazāku atšķirību starp augstāko un zemāko ligandu enerģijas līmeņa orbitāles.
