Galvenā atšķirība - spēcīga ligande pret vāju saiti
Ligands ir atoms, jons vai molekula, kas nodod vai dala divus savus elektronus, izmantojot koordinātu kovalento saiti ar centrālo atomu vai jonu. Ligandu jēdziens tiek apspriests koordinācijas ķīmijā. Ligandi ir ķīmiskas sugas, kas ir iesaistītas kompleksu veidošanā ar metālu joniem. Tāpēc tos sauc arī par kompleksu veidojošiem līdzekļiem. Ligandi var būt vienzobu, divzobu, trīszobu utt., pamatojoties uz ligandu dentiskumu. Denticitāte ir ligandos esošo donoru grupu skaits. Monodentāts nozīmē, ka ligandam ir tikai viena donoru grupa. Bidentate nozīmē, ka tajā ir divas donoru grupas uz vienu ligandu molekulu. Ir divi galvenie ligandu veidi, kas iedalīti kategorijās, pamatojoties uz kristāla lauka teoriju; spēcīgi ligandi (vai spēcīga lauka ligandi) un vāji ligandi (vai vāja lauka ligandi). galvenā atšķirība starp spēcīgiem ligandiem un vājiem ligandiem ir tāda, ka orbitāļu sadalīšanās pēc saistīšanās ar spēcīga lauka ligandu rada lielāku atšķirību starp augstāka un zemāka enerģijas līmeņa orbitālēm, turpretim orbitāļu sadalīšanās pēc saistīšanās ar vāja lauka ligandu rada mazāku atšķirību. starp augstāka un zemāka enerģijas līmeņa orbitālēm.
Kas ir kristāla lauka teorija?
Kristālu lauka teoriju var raksturot kā modeli, kas paredzēts, lai izskaidrotu elektronu orbitāļu (parasti d vai f orbitāļu) deģenerāciju (vienādas enerģijas elektronu apvalku) pārrāvumus apkārtējās vides radītā statiskā elektriskā lauka dēļ. anjoni vai anjoni (vai ligandi). Šo teoriju bieži izmanto, lai demonstrētu pārejas metālu jonu kompleksu uzvedību. Šī teorija var izskaidrot magnētiskās īpašības, koordinācijas kompleksu krāsas, hidratācijas entalpijas utt.
Teorija:
Metāla jonu un ligandiem mijiedarbība ir rezultāts piesaistei starp metāla jonu ar pozitīvu lādiņu un ligandas nepāra elektronu negatīvo lādiņu. Šī teorija galvenokārt balstās uz izmaiņām, kas notiek piecās deģenerētās elektronu orbitālēs (metāla atomam ir piecas d orbitāles). Kad ligands nonāk tuvu metāla jonam, nepāra elektroni atrodas tuvāk dažām d orbitālēm nekā citām metāla jonu d orbitālēm. Tas izraisa deģenerācijas zudumu. Un arī elektroni d orbitālēs atgrūž ligandas elektronus (jo abi ir negatīvi lādēti). Tādējādi d orbitālēm, kas atrodas tuvāk ligandai, ir lielāka enerģija nekā citām d orbitālēm. Tā rezultātā d orbitāles tiek sadalītas augstas enerģijas d orbitālēs un zemas enerģijas d orbitālēs, pamatojoties uz enerģiju.
Daži faktori, kas ietekmē šo sadalīšanu: metāla jona raksturs, metāla jonu oksidācijas pakāpe, ligandu izvietojums ap centrālo metāla jonu un ligandu raksturs. Pēc šo d orbitāļu sadalīšanas, pamatojoties uz enerģiju, atšķirība starp augstas un zemas enerģijas d orbitālēm ir zināma kā kristāla lauka sadalīšanas parametrs (∆oct oktaedriskiem kompleksiem).
Attēls 01: Sadalīšanas raksts oktaedriskajos kompleksos
Sadalīšanas modelis: tā kā ir piecas d orbitāles, sadalīšana notiek attiecībā 2:3. Oktaedriskajos kompleksos divas orbitāles atrodas augstā enerģijas līmenī (kopā sauktas par “piem.”), un trīs orbitāles atrodas zemākā enerģijas līmenī (kopā pazīstamas kā t2g). Tetraedriskos kompleksos notiek pretējais; trīs orbitāles atrodas augstākā enerģijas līmenī un divas zemākā enerģijas līmenī.
Kas ir spēcīgs ligands?
Spēcīgs ligands vai spēcīga lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt lielāku kristāla lauka sadalīšanos. Tas nozīmē, ka spēcīga lauka liganda saistīšanās rada lielāku atšķirību starp augstāka un zemāka enerģijas līmeņa orbitālēm. Piemēri: CN– (cianīda ligandi), NO2– (nitroligands) un CO (karbonils). ligandi).
Attēls 02: Zema griešanās sadalīšana
Veidojot kompleksus ar šiem ligandiem, sākumā zemākās enerģijas orbitāles (t2g) ir pilnībā piepildītas ar elektroniem, pirms tās piepildās ar citām augsta enerģijas līmeņa orbitālēm (piem.). Šādā veidā izveidotos kompleksus sauc par “zema spina kompleksiem”.
Kas ir vājš ligands?
Vājš ligands vai vāja lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt zemāku kristāla lauka sadalīšanos. Tas nozīmē, ka vāja lauka liganda saistīšanās rada mazāku atšķirību starp augstāka un zemāka enerģijas līmeņa orbitālēm.
3. attēls: liela griešanās sadalīšana
Šajā gadījumā, tā kā zemā atšķirība starp diviem orbitālajiem līmeņiem izraisa atgrūšanos starp elektroniem šajos enerģijas līmeņos, augstākas enerģijas orbitāles var viegli piepildīt ar elektroniem, salīdzinot ar orbitālēm zemas enerģijas līmenī. Kompleksi, kas izveidoti ar šiem ligandiem, tiek saukti par "augsta spina kompleksiem". Vāja lauka ligandu piemēri ir I– (jodīda ligands), Br– (bromīda ligands) utt.
Kāda ir atšķirība starp spēcīgu un vāju ligandu?
Spēcīga ligande pret vāju ligandu |
|
| Spēcīgs ligands vai spēcīga lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt lielāku kristāla lauka sadalīšanos. | Vājš ligands vai vāja lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt zemāka kristāla lauka sadalīšanos. |
| Teorija | |
| Sadalīšanās pēc spēcīga lauka liganda saistīšanas rada lielāku atšķirību starp augstāka un zemāka enerģijas līmeņa orbitālēm. | Orbitāļu sadalīšana pēc vāja lauka ligandas saistīšanas rada mazāku atšķirību starp augstāka un zemāka enerģijas līmeņa orbitālēm. |
| Kategorija | |
| Kompleksi, kas veidojas ar spēcīga lauka ligandiem, tiek saukti par “zema spina kompleksiem”. | Kompleksi, kas veidojas ar vāja lauka ligandiem, tiek saukti par “augsta spina kompleksiem”. |
Kopsavilkums - spēcīga ligande pret vāju ligandu
Spēcīgi ligandi un vāji ligandi ir anjoni vai molekulas, kas izraisa metāla jonu d orbitāļu sadalīšanos divos enerģijas līmeņos. Atšķirība starp spēcīgiem ligandiem un vājiem ligandiem ir tāda, ka sadalīšanās pēc stipra lauka ligandu saistīšanas rada lielāku atšķirību starp augstāka un zemāka enerģijas līmeņa orbitālēm, turpretim orbitāļu sadalīšanās pēc vāja lauka ligandu saistīšanas rada mazāku atšķirību starp augstāku un zemāku. enerģijas līmeņa orbitāles.
