Kľúčový rozdiel – Teória kryštálového poľa a Teória poľa Ligand
Teória kryštálového poľa a teória poľa ligandu sú dve teórie v anorganickej chémii, ktoré sa používajú na opis väzbových vzorov v komplexoch prechodných kovov. Teória kryštálového poľa (CFT) zvažuje vplyv perturbácie d-orbitálov obsahujúcich elektróny a ich interakciu s katiónom kovu a v CFT sa interakcia kov-ligand považuje len za elektrostatickú. Ligand Field Theory (LFT) považuje interakciu kov-ligand za kovalentnú väzbovú interakciu a závisí od orientácie a prekrytia medzi d-orbitálmi na kovoch a ligande. Toto je kľúčový rozdiel medzi teóriou kryštálového poľa a teóriou ligandového poľa.
Čo je teória kryštálového poľa?
Teória kryštálového poľa (CFT) bola navrhnutá fyzikom Hansom Bethem v roku 1929 a potom J. H. Van Vleck v roku 1935 navrhol niektoré zmeny. Táto teória popisuje niektoré dôležité vlastnosti komplexov prechodných kovov, ako je magnetizmus, absorpčné spektrá oxidačné stavy a koordinácia. CFT v podstate 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 ligandami v komplexe prechodného kovu považuje za čisto elektrostatickú.
Oktaedrická energia stabilizácie poľa kryštálov
Čo je teória ligandového poľa?
Teória ligandového poľa poskytuje podrobnejší popis väzieb v koordinačných zlúčeninách. Toto zvažuje väzbu medzi kovom a ligandom podľa koncepcií v koordinačnej chémii. Táto väzba sa považuje za koordinovanú kovalentnú väzbu alebo za datívnu kovalentnú väzbu, aby sa ukázalo, 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-väzby 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 záporným nábojom na neväzbových elektrónoch ligandu a kladne nabitým katiónom kovu. Inými slovami, interakcia medzi kovom a ligandami je čisto elektrostatická.
Teória ligandového poľa:
- Jeden alebo viacero orbitálov na ligande sa prekrýva s jedným alebo viacerými atómovými orbitálmi na kove.
- Ak majú orbitály kovu a ligandu podobné energie a kompatibilné symetrie, existuje sieťová interakcia.
- Sieťová interakcia má za následok nový súbor orbitálov, pričom jeden je viazaný a druhý anti-väzbový. (znamená, že orbitál je anti-väzbový.)
- Keď neexistuje žiadna sieťová interakcia; pôvodné atómové a molekulárne orbitály nie sú ovplyvnené a sú svojou povahou neviazané, pokiaľ ide o interakciu kov-ligand.
- Väzbové a protiväzbové orbitály 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-orbitály centrálneho atómu; orbitály s a p sa neberú do úvahy. Okrem toho táto teória nedokáže vysvetliť dôvody veľkého štiepenia a malého štiepenia niektorých ligandov.
Teória ligandového poľa: Teória ligandového poľa nemá také obmedzenia ako v teórii kryštálového poľa. Možno ju považovať za rozšírenú verziu teórie kryštálového poľa.
Aplikácie:
Teória kryštálového poľa: Teória kryštálového poľa poskytuje cenné poznatky o elektrónovej štruktúre prechodných kovov v kryštálových mriežkach, Teória kryštálového poľa vysvetľuje prerušenie orbitálnej degenerácie v komplexoch prechodných kovov v dôsledku prítomnosti ligandov. Popisuje tiež silu väzieb kov-ligand. Energia systému sa mení na základe sily väzieb kov-ligand, čo môže viesť k zmene magnetických vlastností, ako aj farby.
Teória ligandového poľa: Táto teória sa zaoberá pôvodom a dôsledkami interakcií kov – ligand s cieľom objasniť magnetické, optické a chemické vlastnosti týchto zlúčenín.
