Ключова разлика - Силен лиганд срещу слаб лиганд
Лигандът е атом, йон или молекула, която дарява или споделя два от своите електрони чрез координатна ковалентна връзка с централен атом или йон. Понятието лиганди се обсъжда в координационната химия. Лигандите са химически видове, които участват в образуването на комплекси с метални йони. Следователно те са известни и като комплексообразуващи агенти. Лигандите могат да бъдат монодентатни, бидентатни, тридентатни и т.н. въз основа на зъбността на лиганда. Denticity е броят на донорните групи, присъстващи в лиганд. Монодентат означава, че лигандът има само една донорна група. Бидентат означава, че има две донорни групи на една молекула лиганд. Има два основни типа лиганди, категоризирани въз основа на теорията на кристалното поле; силни лиганди (или силни полеви лиганди) и слаби лиганди (или слаби полеви лиганди). Ключовата разлика между силните лиганди и слабите лиганди е, че разделянето на орбитали след свързване със силно полево лиганд причинява по-висока разлика между орбиталите с по-високо и по-ниско енергийно ниво, докато разделянето на орбитали след свързване със слаб полеви лиганд причинява по-малка разлика между по-високите и по-ниските енергийни орбитали.
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Общ преглед и ключова разлика
2. Какво е теория на кристалното поле
3. Какво е силен лиганд
4. Какво е слаб лиганд
5. Сравнение едно до друго - силен лиганд срещу слаб лиганд в таблична форма
6. Резюме
Какво е теория на кристалното поле?
Теорията на кристалното поле може да бъде описана като модел, който е предназначен да обясни разрушаването на дегенерациите (електронни обвивки с еднаква енергия) на електронни орбитали (обикновено d или f орбитали) поради статичното електрическо поле, произведено от заобикалящ анион или аниони (или лиганди). Тази теория често се използва за демонстриране на поведението на комплекси йони на преходни метали. Тази теория може да обясни магнитните свойства, цветовете на координационните комплекси, хидратационните енталпии и др.
Теория:
Взаимодействието между металния йон и лигандите е резултат от привличането между металния йон с положителен заряд и отрицателния заряд на несдвоените електрони на лиганда. Тази теория се основава главно на промените, възникващи в пет дегенерирани електронни орбитали (метален атом има пет d орбитали). Когато лигандът се доближи до металния йон, несдвоените електрони са по-близо до някои d орбитали от тези на други d орбитали на металния йон. Това води до загуба на дегенерация. И също така, електроните в d орбиталите отблъскват електроните на лиганда (тъй като и двата са отрицателно заредени). Следователно d орбиталите, които са по-близо до лиганда, имат висока енергия от тази на други d орбитали. Това води до разделяне на d орбитали на d високоенергийни d орбитали и ниско енергийни d орбитали въз основа на енергията.
Някои фактори, влияещи на това разделяне са; природата на металния йон, степента на окисление на металния йон, разположението на лигандите около централния метален йон и естеството на лигандите. След разделянето на тези d орбитали на базата на енергия, разликата между високо и ниско енергийните d орбитали е известна като параметър за разделяне на кристално поле (∆ oct за октаедрични комплекси).
Фигура 01: Модел на разделяне в октаедрични комплекси
Модел на разделяне: Тъй като има пет d орбитали, разделянето става в съотношение 2: 3. В октаедричните комплекси две орбитали са на високо енергийно ниво (общо известни като „напр.“), А три орбитали са на по-ниско енергийно ниво (общо известни като t2g). В тетраедричните комплекси се получава обратното; три орбитали са на по-високо енергийно ниво и две на по-ниско енергийно ниво.
Какво е силен лиганд?
Силен лиганд или силен полеви лиганд е лиганд, който може да доведе до по-високо разделяне на кристалното поле. Това означава, че свързването на силен полеви лиганд причинява по-голяма разлика между по-високите и по-ниските енергийни орбитали. Примерите включват CN - (цианидни лиганди), NO 2 - (нитролиганд) и CO (карбонилни лиганди).
Фигура 02: Разделяне с ниско завъртане
При образуването на комплекси с тези лиганди, първоначално по-ниските енергийни орбитали (t2g) се пълнят напълно с електрони, преди да се запълнят към други орбитали с високо енергийно ниво (напр.). Образуваните по този начин комплекси се наричат „комплекси с нисък спин“.
Какво е слаб лиганд?
Слаб лиганд или слаб полеви лиганд е лиганд, който може да доведе до по-ниско разделяне на кристалното поле. Това означава, че свързването на слаб полеви лиганд причинява по-малка разлика между по-високите и по-ниските енергийни орбитали.
Фигура 3: Разделяне с високо завъртане
В този случай, тъй като ниската разлика между двете орбитални нива причинява отблъскване между електроните в тези енергийни нива, по-високите енергийни орбитали могат лесно да бъдат запълнени с електрони в сравнение с тези в нискоенергийните орбитали. Комплексите, образувани с тези лиганди, се наричат „високо спинови комплекси“. Примери за слаби полеви лиганди включват I - (йодиден лиганд), Br - (бромиден лиганд) и др.
Каква е разликата между силен лиганд и слаб лиганд?
Различна статия Средна преди таблица
Силен лиганд срещу слаб лиганд |
|
| Силен лиганд или силен полеви лиганд е лиганд, който може да доведе до по-високо разделяне на кристалното поле. | Слаб лиганд или слаб полеви лиганд е лиганд, който може да доведе до по-ниско разделяне на кристалното поле. |
| Теория | |
| Разделянето след свързване на силен полеви лиганд причинява по-голяма разлика между по-високите и по-ниските енергийни орбитали. | Разделянето на орбитали след свързване на слаб полеви лиганд причинява по-малка разлика между по-високото и по-ниското енергийно ниво. |
| Категория | |
| Комплексите, образувани със силни полеви лиганди, се наричат „ниско спинови комплекси“. | Комплексите, образувани със слаби полеви лиганди, се наричат „високо спинови комплекси“. |
Резюме - Силен лиганд срещу слаб лиганд
Силните лиганди и слабите лиганди са аниони или молекули, които причиняват разделяне на d орбитали на метален йон на две енергийни нива. Разликата между силни лиганди и слаби лиганди е, че разделянето след свързване на силен полеви лиганд причинява по-голяма разлика между по-високите и по-ниските енергийни нива на орбитали, докато разделянето на орбитали след свързване на слаб полеви лиганд причинява по-малка разлика между по-високата и по-ниската орбитали на енергийно ниво.
