Pagrindinis skirtumas – kristalų lauko teorija ir ligandų lauko teorija
Krištolinio lauko teorija ir ligandų lauko teorija yra dvi neorganinės chemijos teorijos, naudojamos pereinamųjų metalų kompleksų jungimosi modeliams apibūdinti. Kristalinio lauko teorijoje (CFT) atsižvelgiama į elektronų turinčių d-orbitalių trikdžių poveikį ir jų sąveiką su metalo katijonu, o CFT metalo ir ligando sąveika laikoma tik elektrostatine. Ligando lauko teorija (LFT) mano, kad metalo ir ligando sąveika yra kovalentinio ryšio sąveika ir priklauso nuo orientacijos ir sutapimo tarp metalų ir ligando d-orbitalių. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp kristalų lauko teorijos ir ligandų lauko teorijos.
Kas yra kristalų lauko teorija?
Krištolinio lauko teoriją (CFT) pasiūlė fizikas Hansas Bethe 1929 m., o kai kuriuos pakeitimus 1935 m. pasiūlė J. H. Van Vleckas. Ši teorija apibūdina kai kurias svarbias pereinamųjų metalų kompleksų savybes, tokias kaip magnetizmas, sugerties spektrai., oksidacijos būsenos ir koordinacija. CFT iš esmės atsižvelgia į centrinio atomo d-orbitalių sąveiką su ligandais ir šie ligandai laikomi taškiniais krūviais. Be to, trauka tarp centrinio metalo ir ligandų pereinamojo metalo komplekse laikoma grynai elektrostatiniu.
Oktaedrinio kristalo lauko stabilizavimo energija
Kas yra ligandų lauko teorija?
Ligand lauko teorija pateikia išsamesnį koordinacinių junginių sujungimo aprašymą. Tai atsižvelgia į metalo ir ligando ryšį pagal koordinavimo chemijos sąvokas. Ši jungtis laikoma koordinuota kovalentine jungtimi arba datyvine kovalentine jungtimi, kuri parodo, kad abu jungties elektronai yra kilę iš ligando. Pagrindiniai kristalų lauko teorijos principai yra labai panašūs į molekulinės orbitos teorijos principus.
Ligand-lauko schema, apibendrinanti σ-jungimą oktaedriniame komplekse [Ti(H2O)6]3+.
Kuo skiriasi kristalų lauko teorija ir ligandų lauko teorija?
Pagrindinės sąvokos:
Krištolinio lauko teorija: Remiantis šia teorija, pereinamojo metalo ir ligandų sąveika atsiranda dėl traukos tarp neigiamo krūvio, esančio ligando nesusiejantiems elektronams, ir teigiamai įkrauto metalo katijono. Kitaip tariant, metalo ir ligandų sąveika yra tik elektrostatinė.
Ligand lauko teorija:
- Viena ar daugiau orbitalių ligande persidengia su viena ar daugiau atominių orbitalių ant metalo.
- Jei metalo ir ligando orbitalės yra panašios energijos ir suderinamos simetrijos, egzistuoja grynoji sąveika.
- Dėl grynosios sąveikos susidaro naujas orbitų rinkinys, kurių viena jungiasi, o kita – antisujungimą. (reiškia, kad orbita yra nesurišanti.)
- Kai nėra tinklo sąveikos; pradinės atominės ir molekulinės orbitalės nėra paveiktos, o metalo ir ligando sąveikos požiūriu jos yra nesusijusios.
- Surišimo ir antisujungimo orbitalės turi sigma (σ) arba pi (π) pobūdį, priklausomai nuo metalo ir ligando orientacijos.
Apribojimai:
Krištolinio lauko teorija: Kristalų lauko teorija turi keletą apribojimų. Jame atsižvelgiama tik į centrinio atomo d-orbitales; s ir p orbitos neatsižvelgiamos. Be to, ši teorija nepaaiškina didelio ir nedidelio kai kurių ligandų skilimo priežasčių.
Ligando lauko teorija: Ligandų lauko teorija neturi tokių apribojimų kaip kristalų lauko teorijoje. Tai gali būti laikoma išplėstine kristalų lauko teorijos versija.
Programos:
Krištolinio lauko teorija: Kristalų lauko teorija suteikia vertingų įžvalgų apie pereinamųjų metalų elektroninę struktūrą kristalinėse gardelėse, Krištolinio lauko teorija paaiškina orbitos degeneracijos lūžimą pereinamųjų metalų kompleksuose dėl ligandų buvimo. Tai taip pat apibūdina metalo ir ligando ryšių stiprumą. Sistemos energija keičiama atsižvelgiant į metalo ir ligando ryšių stiprumą, todėl gali pasikeisti magnetinės savybės ir spalva.
Ligandų lauko teorija: ši teorija susijusi su metalo ir ligandų sąveikos ištakomis ir pasekmėmis, siekiant išsiaiškinti šių junginių magnetines, optines ir chemines savybes.
