Разница между сильным лигандом и слабым лигандом

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое различие - сильный лиганд против слабого лиганда

Лиганд - это атом, ион или молекула, которая отдает или разделяет два своих электрона через координационную ковалентную связь с центральным атомом или ионом. Концепция лигандов обсуждается в разделе координационной химии. Лиганды - это химические соединения, которые участвуют в образовании комплексов с ионами металлов. Следовательно, они также известны как комплексообразователи. Лиганды могут быть монодентатными, бидентатными, тридентатными и т. Д. В зависимости от дентатности лиганда. Дентность - это количество донорных групп, присутствующих в лиганде. Монодентатный означает, что лиганд имеет только одну донорную группу. Бидентатный означает, что он имеет две донорные группы на одну молекулу лиганда. Существует два основных типа лигандов, классифицируемых на основе теории кристаллического поля; сильные лиганды (или лиганды сильного поля) и слабые лиганды (или лиганды слабого поля). Ключевое различие между сильными лигандами и слабыми лигандами состоит в том, что расщепление орбиталей после связывания с лигандом с сильным полем вызывает большую разницу между орбиталями более высокого и низкого энергетических уровней, тогда как расщепление орбиталей после связывания с лигандом слабого поля вызывает меньшую разницу. между орбиталями более высокого и низкого энергетических уровней.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия

2. Что такое теория кристаллического поля

3. Что такое сильный лиганд

4. Что такое слабый лиганд

5. Сравнение бок о бок - сильный лиганд против слабого лиганда в табличной форме

6. Резюме

Что такое теория кристаллического поля?

Теория поля кристаллов может быть описана как модель, которая предназначена для объяснения нарушения вырождений (электронных оболочек с одинаковой энергией) электронных орбиталей (обычно d- или f-орбиталей) из-за статического электрического поля, создаваемого окружающим анионом или анионами (или лиганды). Эта теория часто используется для демонстрации поведения комплексов ионов переходных металлов. Эта теория может объяснить магнитные свойства, цвет координационных комплексов, энтальпии гидратации и т. Д.

Теория:

Взаимодействие между ионом металла и лигандами является результатом притяжения между ионом металла с положительным зарядом и отрицательным зарядом неспаренных электронов лиганда. Эта теория в основном основана на изменениях, происходящих в пяти вырожденных электронных орбиталях (атом металла имеет пять d-орбиталей). Когда лиганд приближается к иону металла, неспаренные электроны оказываются ближе к некоторым d-орбиталям, чем к другим d-орбиталям иона металла. Это вызывает потерю вырожденности. Кроме того, электроны на d-орбиталях отталкивают электроны лиганда (поскольку оба заряжены отрицательно). Следовательно, d-орбитали, которые находятся ближе к лиганду, имеют более высокую энергию, чем у других d-орбиталей. Это приводит к разделению d-орбиталей на d-орбитали с высокой энергией и d-орбитали с низкой энергией в зависимости от энергии.

Некоторые факторы, влияющие на это расщепление: природа иона металла, степень окисления иона металла, расположение лигандов вокруг центрального иона металла и природа лигандов. После разделения этих d-орбиталей на основе энергии разница между d-орбиталями с высокой и низкой энергией известна как параметр расщепления кристаллического поля (∆ _oct для октаэдрических комплексов).

Рисунок 01: Картина расщепления в октаэдрических комплексах

Схема расщепления: Поскольку имеется пять d-орбиталей, расщепление происходит в соотношении 2: 3. В октаэдрических комплексах две орбитали находятся на высоком энергетическом уровне (вместе известны как «eg»), а три орбитали находятся на более низком энергетическом уровне (вместе известны как t2g). В тетраэдрических комплексах происходит обратное; три орбитали находятся на более высоком энергетическом уровне и две - на более низком энергетическом уровне.

Что такое сильный лиганд?

Сильный лиганд или лиганд с сильным полем - это лиганд, который может привести к более сильному расщеплению кристаллического поля. Это означает, что связывание лиганда с сильным полем вызывает большую разницу между орбиталями более высокого и низкого уровней энергии. Примеры включают CN ^- (цианидные лиганды), NO ₂ ^- (нитролиганд) и CO (карбонильные лиганды).

Рисунок 02: Разделение при низком вращении

При образовании комплексов с этими лигандами сначала орбитали с более низкой энергией (t2g) полностью заполняются электронами перед заполнением на любые другие орбитали с более высоким уровнем энергии (например). Образованные таким образом комплексы называют «низкоспиновыми комплексами».

Что такое слабый лиганд?

Слабый лиганд или лиганд со слабым полем - это лиганд, который может приводить к более низкому расщеплению кристаллического поля. Это означает, что связывание лиганда слабого поля вызывает меньшую разницу между орбиталями более высокого и низкого энергетических уровней.

Рисунок 3: Разделение при высоких оборотах

В этом случае, поскольку малая разница между двумя орбитальными уровнями вызывает отталкивание электронов на этих энергетических уровнях, орбитали с более высокой энергией могут быть легко заполнены электронами по сравнению с орбиталями с низкой энергией. Комплексы, образованные с этими лигандами, называются «высокоспиновыми комплексами». Примеры лигандов слабого поля включают I ^- (йодидный лиганд), Br ^- (бромидный лиганд) и т. Д.

В чем разница между сильным лигандом и слабым лигандом?

Различать статью в середине перед таблицей

Сильный лиганд против слабого лиганда
Сильный лиганд или лиганд с сильным полем - это лиганд, который может привести к более сильному расщеплению кристаллического поля.	Слабый лиганд или лиганд со слабым полем - это лиганд, который может приводить к более низкому расщеплению кристаллического поля.
Теория
Расщепление после связывания лиганда с сильным полем вызывает большую разницу между орбиталями более высокого и низкого энергетических уровней.	Расщепление орбиталей после связывания лиганда со слабым полем вызывает меньшую разницу между орбиталями более высокого и низкого уровней энергии.
Категория
Комплексы, образованные с сильнопольными лигандами, называют «низкоспиновыми комплексами».	Комплексы, образованные со слабополевыми лигандами, называются «высокоспиновыми комплексами».

Резюме - сильный лиганд против слабого лиганда

Сильные лиганды и слабые лиганды - это анионы или молекулы, которые вызывают расщепление d-орбиталей иона металла на два энергетических уровня. Разница между сильными лигандами и слабыми лигандами заключается в том, что расщепление после связывания лиганда с сильным полем вызывает большую разницу между орбиталями более высокого и низкого энергетических уровней, тогда как расщепление орбиталей после связывания лиганда со слабым полем вызывает меньшую разницу между более высоким и низким орбитали энергетических уровней.