Diferența dintre ligatura puternică și ligatura slabă

Diferența cheie - Ligă puternică vs Ligand slabă
 

Un ligand este un atom, un ion sau o moleculă care dă sau împarte doi dintre electronii săi printr-o legătură covalentă coordonată cu un atom sau central central. Conceptul de liganzi este discutat sub coordonarea chimiei. Liganzii sunt specii chimice care sunt implicate în formarea de complexe cu ioni metalici. Prin urmare, ele sunt, de asemenea, cunoscute ca agenți de complexare. Liganzii pot fi monodentați, bidentați, tridentați etc. pe baza denticității ligandului. Denticitatea este numărul de grupuri donatoare prezente într-un ligand. Monodentatul înseamnă că ligandul are un singur grup de donatori. Bidentat înseamnă că are două grupuri donatoare per moleculă de ligand. Există două tipuri majore de liganzi clasificați pe baza teoriei câmpurilor de cristal; liganzi puternici (sau liganzi de câmp puternic) și liganzi slabi (sau liganzi de câmp slab). diferența cheie între liganzi puternici și liganzi slabi este asta împărțirea orbitalilor după legarea la un ligand de câmp puternic cauzează o diferență mai mare între orbitalele de nivel superior și inferior de energie, în timp ce împărțirea orbitalilor după legarea la un ligand de câmp slab cauzează o diferență mai mică între orbitalele de nivel superior și inferior de energie.

CUPRINS

1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este teoria câmpului Crystal Field
3. Ce este Ligand puternic
4. Ce este ligatura slabă
5. Comparație comparație comparativă - Ligă puternică vs. ligand slab în formă tabulară
6. rezumat

Ce este teoria câmpului Crystal Field?

Teoria câmpurilor de cristale poate fi descrisă ca un model care este conceput pentru a explica ruperea degenerărilor (electronii de coajă de energie egală) a orbitalilor electronici (de regulă, orbitale) datorită câmpului electric static produs de un anion sau anioni înconjurători liganzi). Această teorie este adesea folosită pentru a demonstra comportamentul complexelor de ioni de metale tranziționale. Această teorie poate explica proprietățile magnetice, culorile complexelor de coordonare, entalpii de hidratare etc..

Teorie:

Interacțiunea dintre ionul metalic și liganzi este rezultatul atracției dintre ionul metalic cu o sarcină pozitivă și încărcarea negativă a electronilor nepartiți ai ligandului. Această teorie se bazează în principal pe schimbările apărute în cinci orbite electronice degenerate (un atom de metal are cinci d orbitale). Atunci când un ligand se apropie de ionul metalic, electronii neparticipați sunt mai aproape de unele orbite decât cele ale altor orbitali ai ionului metalic. Aceasta provoacă o pierdere de degenerare. Și, de asemenea, electronii din orbitalii d resping electronii ligandului (deoarece ambele sunt încărcate negativ). Prin urmare, d orbalii care sunt mai aproape de ligand au o energie mare decât cea a altor orbitali. Acest lucru duce la împărțirea orbitalelor d în orbitale de energie ridicată și orbitale cu energie redusă, pe baza energiei.

Unii factori care afectează această divizare sunt: natura ionului metalic, starea de oxidare a ionului metalic, dispunerea liganzilor în jurul ionului metalic central și natura liganzilor. După împărțirea acestor orbite bazate pe energie, diferența dintre orbitele de energie înaltă și joasă este cunoscută ca un parametru de divizare a câmpului de cristal (Δ_oct pentru complexele octaedrice).

Figura 01: Model de despicare în complexe octaedrale

Modelul de divizare: Deoarece există cinci orbitale d, despicarea are loc într-un raport de 2: 3. În complexele octaedrale, două orbitali se află la un nivel ridicat de energie (denumiți în mod colectiv "de exemplu'), iar cele trei orbite sunt la nivelul inferior al energiei (denumite colectiv t2g). În complexele tetraedrice apare opusul; trei orbite sunt în nivelul de energie mai ridicat și două în nivelul de energie mai scăzut.

Ce este Ligand puternic?

Un ligand puternic sau un ligand puternic de câmp este un ligand care poate duce la o divizare a câmpului de cristal mai mare. Aceasta înseamnă că legarea unui ligand de câmp puternic cauzează o diferență mai mare între orbitalii de nivel superior și inferior. Exemplele includ CN^- (liganzi de cianură);₂^- (ligand nitro) și CO (liganzi carbonil).

Figura 02: Splitarea joasă a spinării

În formarea complecșilor cu aceste liganzi, la început, orbitele energetice inferioare (t2g) sunt complet umplute cu electroni înainte de a fi umplută la orice alte orbitale de nivel ridicat de energie (de exemplu). Complexele formate în acest fel se numesc "complexe cu spin scăzut".

Ce este ligatura slabă?

Un ligand slab sau un ligand de câmp slab este un ligand care poate duce la o divizare a câmpului de cristalizare mai mic. Aceasta înseamnă că legarea unui ligand de câmp slab produce o diferență mai mică între orbitalii de nivel superior și inferior.

Figura 3: Splitarea înaltă a spinării

În acest caz, deoarece diferența redusă dintre cele două nivele orbitale determină repulsii între electroni în acele niveluri de energie, orbitele energetice mai mari pot fi umplute ușor cu electroni în comparație cu cele ale orbitalilor cu energie redusă. Complexele formate cu aceste liganzi sunt numite "complexe de spin înalt". Exemple de liganzi de câmp slab includ I^- (ligand de iodură), Br^- (ligand bromură), etc.

Care este diferența dintre ligatura puternică și ligatura slabă?

Ligă puternică vs. Ligă slabă
Un ligand puternic sau un ligand puternic de câmp este un ligand care poate duce la o divizare a câmpului de cristal mai mare.	Un ligand slab sau un ligand de câmp slab este un ligand care poate duce la o divizare a câmpului de cristalizare mai mic.
Teorie
Împărțirea după legarea unui ligand de câmp puternic cauzează o diferență mai mare între orbitalele de nivel superior și inferior.	Împărțirea orbitalilor după legarea unui ligand de câmp slab cauzează o diferență mai mică între orbitalele de nivel superior și inferior.
Categorie
Complexele formate cu liganzi puternici de câmp se numesc "complexe cu spin scăzut".	Complexele formate cu liganzi de câmp slab se numesc "complexe de spin înalt".

rezumat - Ligă puternică vs Ligand slabă

Liganzii puternici și liganzii slabi sunt anioni sau molecule care determină împărțirea d orbitalilor unui ion metalic în două niveluri de energie. Diferența dintre liganzii puternici și liganzii slabi constă în faptul că împărțirea după legarea unui ligand de câmp puternic cauzează o diferență mai mare între orbitalele de nivel superior și inferior, în timp ce împărțirea orbitalilor după legarea unui ligand de câmp slab cauzează o diferență mai mică între cea mai mare și cea mai mică nivelurile orbitale de nivel energetic.

Referinţă:

1.Helmenstine, Anne Marie, D. "Definiția ligandului". ThoughtCo, 11 februarie 2017. Disponibil aici  
2. "Liganzii". Chimie LibreTexts, Libretexts, 19 ianuarie 2018. Disponibil aici  
3. Editori ai Encyclopædia Britannica. "Ligă". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 12 Aug. 2010. Disponibil aici 

Datorită fotografiei:

1. "Divizarea cristalului octaic" Utilizator Wikipedia YanA, (CC BY-SA 3.0) prin intermediul Commons Wikimedia  
2. "Diagrama CFT-Split Spin Low-Vector'By Offnfopt, (Domeniul Public) prin Commons Wikimedia  
3.CFT-Diagrama de Splitare High-Spin-Vector'By Offnfopt, imagine de referinta creata de YanA - Munca proprie (Public Domain) prin intermediul Commons Wikimedia