Nyckelskillnad - Stark Ligand vs Svag Ligand
En ligand är en atom, jon eller en molekyl som donerar eller delar två av sina elektroner genom en koordinatkovalent bindning med en central atom eller jon. Begreppet ligander diskuteras under koordinationskemi. Ligander är kemiska arter som är involverade i bildandet av komplex med metalljoner. Följaktligen är de också kända som komplexbildande medel. Ligander kan vara monodentat, bidentat, tridentat, etc. baserat på ligandens denticitet. Denticitet är antalet givargrupper som finns i en ligand. Monodentat betyder att ligand bara har en givargrupp. Bidentate betyder att den har två givargrupper per en ligandmolekyl. Det finns två huvudtyper av ligander kategoriserade baserat på kristallfältteori; starka ligander (eller starka fältligander) och svaga ligander (eller svaga fältligander). Nyckelskillnaden mellan starka ligander och svaga ligander är att uppdelningen av orbitaler efter bindning till en stark fältligand orsakar en högre skillnad mellan orbitaler med högre och lägre energinivå medan splittring av orbitaler efter bindning till en svag fältligand orsakar en lägre skillnad mellan orbitalerna på högre och lägre energinivå.
INNEHÅLL
1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är Crystal Field-teori
3. Vad är stark ligand
4. Vad är svag ligand
5. Jämförelse sida vid sida - Stark ligand vs svag ligand i tabellform
6. Sammanfattning
Vad är Crystal Field Theory?
Teorin för kristallfält kan beskrivas som en modell som är utformad för att förklara brytningen av degenerationer (elektronskal med lika energi) av elektronorbitaler (vanligtvis d- eller f-orbitaler) på grund av det statiska elektriska fältet som produceras av en omgivande anjon eller anjoner (eller ligander). Denna teori används ofta för att demonstrera beteendet hos övergångsmetalljonkomplex. Denna teori kan förklara de magnetiska egenskaperna, färgerna på koordinationskomplex, hydratiseringsenthalpier etc.
Teori:
Samspelet mellan metalljonen och liganderna är ett resultat av attraktionen mellan metalljonen med en positiv laddning och den negativa laddningen av de oparade elektronerna i liganden. Denna teori baseras huvudsakligen på de förändringar som inträffar i fem degenererade elektronorbitaler (en metallatom har fem d orbitaler). När en ligand kommer nära metalljonen, är de oparade elektronerna närmare vissa d-orbitaler än de för andra d-orbitaler i metalljonen. Detta orsakar förlust av degenerering. Och också, elektronerna i d-orbitalerna stöter bort ligandens elektroner (eftersom båda är negativt laddade). Följaktligen har d-orbitalerna som ligger närmare liganden hög energi än andra d-orbitaler. Detta resulterar i uppdelning av d-orbitaler i d-orbitaler med hög energi och d-orbitaler med låg energi, baserat på energin.
Några faktorer som påverkar denna uppdelning är; metalljonens beskaffenhet, oxidationstillståndet för metalljon, arrangemanget av ligander runt den centrala metalljonen och beskaffenheten av ligander. Efter delningen av dessa d-orbitaler baserat på energi är skillnaden mellan de höga och låga energid-orbitalerna känd som en kristallfältsdelningsparameter ((okt för oktaedriska komplex)
Figur 01: Delningsmönster i oktahedriska komplex
Klyvningsmönster: Eftersom det finns fem d-orbitaler sker delningen i förhållandet 2: 3. I oktaedriska komplex är två orbitaler i den höga energinivån (kollektivt känd som 't.ex.') och tre orbitaler ligger i den lägre energinivån (kollektivt kallad t2g). I tetrahedrala komplex inträffar det motsatta; tre orbitaler ligger i den högre energinivån och två i den lägre energinivån.
Vad är Strong Ligand?
En stark ligand eller en stark fältligand är en ligand som kan resultera i en högre kristallfältsdelning. Detta innebär att bindningen av en stark fältligand orsakar en högre skillnad mellan orbitalerna på högre och lägre energinivå. Exempel inkluderar CN - (cyanidligander), NO 2 - (nitroligand) och CO (karbonylligander).
Bild 02: Splitting med låg centrifugering
Vid bildandet av komplex med dessa ligander fylls först orbitalerna med lägre energi (t2g) helt med elektroner innan de fylls till andra orbitaler med hög energinivå (t.ex.). Komplexen som bildas på detta sätt kallas "lågspinnskomplex".
Vad är svag ligand?
En svag ligand eller en svag fältligand är en ligand som kan resultera i en delning av ett lägre kristallfält. Detta innebär att bindningen av en svag fältligand orsakar en lägre skillnad mellan orbitalerna på högre och lägre energinivå.
Figur 3: Splitsning med hög centrifugering
I det här fallet, eftersom den låga skillnaden mellan de två orbitalnivåerna orsakar repulsioner mellan elektroner i dessa energinivåer, kan orbitaler med högre energi lätt fyllas med elektroner jämfört med i orbitaler med låg energi. Komplexen som bildas med dessa ligander kallas "high spin complexes". Exempel på ligander med svagt fält inkluderar I - (jodidligand), Br - (bromidligand), etc.
Vad är skillnaden mellan stark ligand och svag ligand?
Skilja artikeln mitt före bordet
Stark Ligand vs Svag Ligand |
|
| En stark ligand eller en stark fältligand är en ligand som kan resultera i en högre kristallfältsdelning. | En svag ligand eller en svag fältligand är en ligand som kan resultera i en delning av ett lägre kristallfält. |
| Teori | |
| Klyvningen efter bindning av en stark fältligand orsakar en högre skillnad mellan orbitalerna på högre och lägre energinivå. | Uppdelningen av orbitaler efter bindning av en svag fältligand orsakar en lägre skillnad mellan orbitalerna på högre och lägre energinivå. |
| Kategori | |
| Komplexen bildade med starka fältligander kallas "lågspinnskomplex". | Komplexen som bildas med svaga fältligander kallas”high spin complexes”. |
Sammanfattning - Strong Ligand vs Weak Ligand
Starka ligander och svaga ligander är anjoner eller molekyler som orsakar uppdelning av d-orbitaler i en metalljon i två energinivåer. Skillnaden mellan starka ligander och svaga ligander är att uppdelningen efter bindning av en stark fältligand orsakar en högre skillnad mellan orbitalerna med högre och lägre energinivå medan uppdelningen av orbitaler efter bindning av en ligand med svagt fält orsakar en lägre skillnad mellan den högre och lägre orbitaler på energinivå.
