Nyckelskillnad - Crystal Field Theory vs Ligand Field Theory
Kristallfältsteori och ligandfältteori är två teorier inom oorganisk kemi som används för att beskriva bindningsmönstren i övergångsmetallkomplex. Crystal field theory (CFT) tar hänsyn till effekten av en störning av elektroninnehållande d-orbitaler och deras interaktion med metallkatjonen och i CFT anses metall-ligand-interaktionen endast vara elektrostatisk. Ligand Field Theory (LFT) betraktar metall-ligand-interaktionen som en kovalent bindningsinteraktion och beror på orienteringen och överlappningen mellan d-orbitalerna på metallerna och liganden. Detta är nyckelskillnaden mellan kristallfältsteori och Ligandfältteori.
Vad är Crystal Field Theory?
Crystal Field Theory (CFT) föreslogs av fysikern Hans Bethe 1929, och sedan föreslogs några förändringar av JH Van Vleck 1935. Denna teori beskriver några viktiga egenskaper hos övergångsmetallkomplex som magnetism, absorptionsspektra, oxidationstillstånd och samordning. CFT anser i grunden interaktionen mellan d-orbitaler i en central atom och ligander och dessa ligander betraktas som punktladdningar. Dessutom betraktas attraktionen mellan den centrala metallen och ligander i ett övergångsmetallkomplex som rent elektrostatisk.
Oktahedral kristallfältstabiliseringsenergi
Vad är Ligand Field Theory?
Ligandfältteori ger en mer detaljerad beskrivning av bindning i koordinationsföreningar. Detta tar hänsyn till bindningen mellan metallen och liganden enligt koncepten i koordinationskemi. Denna bindning betraktas som en samordnad kovalent bindning eller en dativ kovalent bindning för att visa att båda elektronerna i bindningen har kommit från liganden. De grundläggande principerna för kristallfältsteorin liknar de i molekylär orbitalteori.
Ligand-fältschema som sammanfattar σ-bindning i oktaedriska komplexet [Ti (H2O) 6] 3+.
Vad är skillnaden mellan Crystal Field Theory och Ligand Field Theory?
Grundläggande koncept:
Crystal Field Theory: Enligt denna teori beror interaktionen mellan en övergångsmetall och ligander på attraktionen mellan den negativa laddningen på de icke-bindande elektronerna i liganden och den positivt laddade metallkatjonen. Med andra ord är interaktionen mellan metallen och liganderna rent elektrostatiska.
Ligand Field Theory:
- En eller flera orbitaler på liganden överlappar varandra med en eller flera atomorbitaler på metallen.
- Om orbitalerna i metallen och liganden har liknande energier och kompatibla symmetrier, existerar en nätinteraktion.
- Nätinteraktionen resulterar i en ny uppsättning orbitaler, en bindning och den andra anti-bindning i naturen. (En * indikerar att en orbital är anti-bindning.)
- När det inte finns någon nätinteraktion; de ursprungliga atomära och molekylära orbitalerna påverkas inte, och de är icke-bindande till sin natur vad gäller metall-ligand-interaktionen.
- Bindnings- och antibindningsorbitaler har sigma (σ) eller pi (π) karaktär, beroende på orienteringen av metallen och liganden.
Begränsningar:
Crystal Field Theory: Crystal field-teorin har flera begränsningar. Den tar endast hänsyn till d-orbitalerna i den centrala atomen; s- och p-orbitalerna beaktas inte. Dessutom kan denna teori inte förklara orsakerna till stor uppdelning och den lilla uppdelningen av vissa ligander.
Ligand Field Theory: Ligand field theory har inte sådana begränsningar som i crystal field theory. Det kan betraktas som den utökade versionen av kristallfältsteorin.
Tillämpningar:
Crystal Field Theory: Crystal Field Theory ger värdefull insikt i den elektroniska strukturen hos övergångsmetaller i kristallgaller, Kristallfältsteori förklarar brytningen av orbitaldegenerering i övergångsmetallkomplex på grund av närvaron av ligander. Den beskriver också styrkan hos metall-ligandbindningarna. Systemets energi förändras baserat på styrkan hos metall-ligandbindningarna, vilket kan leda till en förändring av såväl magnetiska egenskaper som färg.
Ligand Field Theory: Denna teori handlar om ursprung och konsekvenser av interaktioner mellan metall och ligand för att klargöra de magnetiska, optiska och kemiska egenskaperna hos dessa föreningar.
