Kľúčový rozdiel - teória kryštálového poľa vs. teória ligandového poľa
Teória kryštálového poľa a teória poľa ligandov sú dve teórie v anorganickej chémii, ktoré sa používajú na opis vzorov väzieb v komplexoch prechodných kovov. Teória kryštálového poľa (CFT) berie do úvahy vplyv rušenia d-orbitálov obsahujúcich elektrón a ich interakciu s katiónom kovu a pri CFT sa interakcia kov-ligand považuje iba za elektrostatický. Teória poľa ligandu (LFT) považuje interakciu kov-ligand za interakciu kovalentnej väzby a závisí od orientácie a prekrytia d-orbitálov na kovoch a ligande. Toto je kľúčový rozdiel medzi teóriou kryštálového poľa a teóriou ligandového poľa.
Čo je teória krištáľového poľa?
Teóriu krištáľového poľa (CFT) navrhol fyzik Hans Bethe v roku 1929 a potom niektoré zmeny navrhol JH Van Vleck v roku 1935. Táto teória popisuje niektoré dôležité vlastnosti komplexov prechodných kovov, ako sú magnetizmus, absorpčné spektrum, oxidačné stavy a koordinácia. CFT v zásade uvažuje o interakcii d-orbitálov centrálneho atómu s ligandmi a tieto ligandy sa považujú za bodové náboje. Okrem toho sa príťažlivosť medzi centrálnym kovom a ligandmi v komplexe prechodných kovov považuje za čisto elektrostatickú.
Energia stabilizácie oktaedrického kryštálového poľa
Čo je teória ligandového poľa?
Teória ligandového poľa poskytuje podrobnejší popis väzby v koordinačných zlúčeninách. Toto berie do úvahy väzbu medzi kovom a ligandom podľa konceptov v koordinačnej chémii. Táto väzba sa považuje za koordinovanú kovalentnú väzbu alebo za datívnu kovalentnú väzbu, aby sa preukázalo, že oba elektróny vo väzbe pochádzajú z ligandu. Základné princípy teórie kryštálového poľa sú veľmi podobné princípom molekulárnej orbitálnej teórie.
Schéma Ligand-Field sumarizujúca σ-väzbu v oktaedrickom komplexe [Ti (H2O) 6] 3+.
Aký je rozdiel medzi teóriou kryštálového poľa a teóriou ligandového poľa?
Základné pojmy:
Teória kryštálového poľa: Podľa tejto teórie je interakcia medzi prechodným kovom a ligandmi spôsobená príťažlivosťou medzi negatívnym nábojom na neväzbových elektrónoch ligandu a kladne nabitým katiónom kovu. Inými slovami, interakcia medzi kovom a ligandmi je čisto elektrostatická.
Teória poľa Ligand:
- Jeden alebo viac orbitalov na ligande sa prekrýva s jedným alebo viacerými atómovými orbitalmi na kovu.
- Ak majú orbitaly kovu a ligandu podobné energie a kompatibilnú symetriu, existuje sieťová interakcia.
- Výsledkom sieťovej interakcie je nová sada orbitálov, jedna sa spája a druhá má anti-väzbu. (An * označuje, že orbitál je anti-bonding.)
- Ak neexistuje žiadna sieťová interakcia; pôvodné atómové a molekulárne orbitály nie sú ovplyvnené a pokiaľ ide o interakciu kov-ligand, nie sú svojou povahou viazané.
- Väzbové a anti-väzbové orbitaly majú charakter sigma (σ) alebo pi (π) v závislosti od orientácie kovu a ligandu.
Obmedzenia:
Teória kryštálového poľa: Teória kryštálového poľa má niekoľko obmedzení. Berie do úvahy iba d-orbitaly centrálneho atómu; orbitály s a p sa nezohľadňujú. Okrem toho táto teória nevysvetľuje dôvody veľkého štiepenia a malého štiepenia niektorých ligandov.
Teória poľa ligandu: Teória poľa ligandu nemá také obmedzenia ako v teórii kryštálového poľa. Môže sa považovať za rozšírenú verziu teórie kryštálového poľa.
Aplikácie:
Teória krištáľového poľa: Teória krištáľového poľa poskytuje cenné poznatky o elektronickej štruktúre prechodných kovov v kryštálových mriežkach, Teória kryštálového poľa vysvetľuje narušenie orbitálnej degenerácie v komplexoch prechodných kovov v dôsledku prítomnosti ligandov. Opisuje tiež silu väzieb kov-ligand. Energia systému sa mení na základe sily väzieb kov-ligand, čo môže viesť k zmene magnetických vlastností a farby.
Teória ligandu v teréne: Táto teória sa zaoberá pôvodom a dôsledkami interakcií kov - ligand na objasnenie magnetických, optických a chemických vlastností týchto zlúčenín.
