Pagrindinis skirtumas – stiprus ir silpnas ligandas
Ligandas yra atomas, jonas arba molekulė, kuri perduoda arba dalijasi dviem savo elektronais per koordinacinį kovalentinį ryšį su centriniu atomu arba jonu. Ligandų sąvoka aptariama koordinacinėje chemijoje. Ligandai yra cheminės rūšys, kurios dalyvauja formuojant kompleksus su metalo jonais. Todėl jie taip pat žinomi kaip kompleksą sudarončios medžiagos. Priklausomai nuo ligando dentiškumo, ligandai gali būti vienadantys, dvišakiai, trišakiai ir kt. Dantumas yra donorų grupių, esančių ligande, skaičius. Monodentate reiškia, kad ligandas turi tik vieną donorų grupę. Bidentate reiškia, kad vienoje ligando molekulėje yra dvi donorų grupės. Yra du pagrindiniai ligandų tipai, suskirstyti pagal kristalų lauko teoriją; stiprieji ligandai (arba stipraus lauko ligandai) ir silpni ligandai (arba silpno lauko ligandai). pagrindinis skirtumas tarp stiprių ir silpnų ligandų yra tas, kad orbitalių suskaidymas po prisijungimo prie stipraus lauko ligando sukelia didesnį skirtumą tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio orbitalių, tuo tarpu orbitalių suskaidymas po prisijungimo prie silpno lauko ligando sukelia mažesnį skirtumą. tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio orbitų.
Kas yra kristalų lauko teorija?
Kristalų lauko teoriją galima apibūdinti kaip modelį, skirtą paaiškinti elektronų orbitalių (dažniausiai d arba f orbitalių) degeneracijų (vienodos energijos elektronų apvalkalų) lūžimą dėl aplinkos sukuriamo statinio elektrinio lauko. anijonai arba anijonai (arba ligandai). Ši teorija dažnai naudojama pereinamųjų metalų jonų kompleksų elgsenai parodyti. Ši teorija gali paaiškinti magnetines savybes, koordinacinių kompleksų spalvas, hidratacijos entalpijas ir kt.
Teorija:
Metalo jonų ir ligandų sąveika yra teigiamą krūvį turinčio metalo jono ir neigiamo ligando nesuporuotų elektronų krūvio traukos rezultatas. Ši teorija daugiausia grindžiama pokyčiais, vykstančiais penkiose išsigimusių elektronų orbitalėse (metalo atomas turi penkias d orbitales). Kai ligandas priartėja prie metalo jono, nesuporuoti elektronai yra arčiau kai kurių d orbitalių nei kitų metalo jonų d orbitalių. Tai sukelia degeneracijos praradimą. Be to, elektronai d orbitalėse atstumia ligando elektronus (nes abu yra neigiamai įkrauti). Taigi d orbitalės, esančios arčiau ligando, turi didelę energiją nei kitos d orbitalės. Dėl to d orbitalės dalijamos į didelės energijos d orbitales ir mažos energijos d orbitales, remiantis energija.
Kai kurie veiksniai, turintys įtakos šiam padalijimui: metalo jono prigimtis, metalo jonų oksidacijos būsena, ligandų išsidėstymas aplink centrinį metalo joną ir ligandų pobūdis. Po šių d orbitalių padalijimo pagal energiją skirtumas tarp didelės ir mažos energijos d orbitalių yra žinomas kaip kristalo lauko padalijimo parametras (∆oct oktaedriniams kompleksams).
01 pav. Aštuonkampių kompleksų padalijimo modelis
Skilimo modelis: kadangi yra penkios d orbitos, padalijimas vyksta santykiu 2:3. Oktaedriniuose kompleksuose dvi orbitos yra aukšto energijos lygio (bendrai vadinamos „pvz.“), o trys orbitos yra žemesnio energijos lygio (bendrai vadinamos t2g). Tetraedriniuose kompleksuose vyksta priešingai; trys orbitos yra aukštesniame energijos lygyje, o dvi – žemesniame energijos lygyje.
Kas yra stiprus ligandas?
Stiprus ligandas arba stipraus lauko ligandas yra ligandas, dėl kurio gali padidėti kristalo lauko skilimas. Tai reiškia, kad stipraus lauko ligando surišimas sukelia didesnį skirtumą tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio orbitų. Pavyzdžiai: CN– (cianido ligandai), NO2– (nitro ligandas) ir CO (karbonilas) ligandai).
02 pav. Mažo sukimosi padalijimas
Sudarant kompleksus su šiais ligandais, iš pradžių žemesnės energijos orbitalės (t2g) yra visiškai užpildytos elektronais, o po to prisipildo bet kokių kitų aukšto energijos lygio orbitalių (pvz.,). Tokiu būdu susidarę kompleksai vadinami „mažo sukimosi kompleksais“.
Kas yra silpnas ligandas?
Silpnas ligandas arba silpno lauko ligandas yra ligandas, dėl kurio gali padidėti mažesnis kristalo laukas. Tai reiškia, kad silpno lauko ligando surišimas sukelia mažesnį skirtumą tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio orbitų.
3 pav. Didelio sukimosi padalijimas
Šiuo atveju, kadangi mažas skirtumas tarp dviejų orbitų lygių sukelia tų energijos lygių elektronų atstūmimą, didesnės energijos orbitalės gali būti lengvai užpildytos elektronais, palyginti su mažos energijos orbitomis. Su šiais ligandais susidarę kompleksai vadinami „aukšto sukimosi kompleksais“. Silpno lauko ligandų pavyzdžiai: I– (jodido ligandas), Br– (bromido ligandas) ir kt.
Kuo skiriasi stipri ir silpna liganda?
Stiprus ligandas vs silpnas ligandas |
|
| Stiprus ligandas arba stipraus lauko ligandas yra ligandas, dėl kurio gali padidėti kristalo laukas. | Silpnas ligandas arba silpno lauko ligandas yra ligandas, dėl kurio gali padidėti mažesnis kristalo laukas. |
| Teorija | |
| Skilimas po stipraus lauko ligando surišimo sukelia didesnį skirtumą tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio orbitų. | Orbitalių padalijimas po silpno lauko ligando surišimo sukelia mažesnį skirtumą tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio orbitalių. |
| Kategorija | |
| Su stipriais lauko ligandais susidarę kompleksai vadinami „mažo sukimosi kompleksais“. | Su silpno lauko ligandais susidarę kompleksai vadinami „aukšto sukimosi kompleksais“. |
Santrauka – stiprus ligandas vs silpnas ligandas
Stiprieji ligandai ir silpni ligandai yra anijonai arba molekulės, dėl kurių metalo jonų d orbitalės suskaidomos į du energijos lygius. Skirtumas tarp stiprių ir silpnų ligandų yra tas, kad skilimas po stipraus lauko ligando surišimo sukelia didesnį skirtumą tarp aukštesnio ir žemesnio energijos lygio orbitalių, tuo tarpu orbitalių suskaidymas surišus silpno lauko ligandą sukelia mažesnį skirtumą tarp aukštesnio ir žemesnio lauko ligandų. energijos lygio orbitos.
