Diferència clau: lligand fort i lligand feble
Un lligand és un àtom, un ió o una molècula que dona o comparteix dos dels seus electrons mitjançant un enllaç covalent coordinat amb un àtom o ió central. El concepte de lligands es discuteix a la química de la coordinació. Els lligands són espècies químiques que participen en la formació de complexos amb ions metàl·lics. Per tant, també es coneixen com a agents complexants. Els lligands poden ser monodentats, bidentats, tridentats, etc. en funció de la densitat del lligand. La dentitat és el nombre de grups donants presents en un lligand. Monodentat significa que el lligand només té un grup donant. Bidentate significa que té dos grups donants per una molècula de lligand. Hi ha dos tipus principals de lligands categoritzats en funció de la teoria del camp cristal·lí; lligands forts (o lligands de camp fort) i lligands febles (o lligands de camp feble). La diferència clau entre lligands forts i lligands febles és que la divisió d'orbitals després d'unir-se a un lligand de camp fort provoca una diferència més gran entre els orbitals de nivell d'energia més alt i inferior, mentre que la divisió dels orbitals després d'unir-se a un lligand de camp feble provoca una diferència més baixa. entre els orbitals de nivell d'energia superior i inferior.
Què és la teoria del camp de cristall?
La teoria del camp de cristalls es pot descriure com un model dissenyat per explicar la ruptura de degeneracions (capes d'electrons d'igual energia) d'orbitals d'electrons (normalment orbitals d o f) a causa del camp elèctric estàtic produït per un entorn. anió o anions (o lligands). Aquesta teoria s'utilitza sovint per demostrar el comportament dels complexos d'ions de metalls de transició. Aquesta teoria pot explicar les propietats magnètiques, els colors dels complexos de coordinació, les entalpies d'hidratació, etc.
Teoria:
La interacció entre l'ió metàl·lic i els lligands és el resultat de l'atracció entre l'ió metàl·lic amb càrrega positiva i la càrrega negativa dels electrons no aparellats del lligand. Aquesta teoria es basa principalment en els canvis que es produeixen en cinc orbitals d'electrons degenerats (un àtom metàl·lic té cinc orbitals d). Quan un lligand s'acosta a l'ió metàl·lic, els electrons no aparellats estan més a prop d'alguns orbitals d que els d' altres orbitals d de l'ió metàl·lic. Això provoca una pèrdua de degeneració. I també, els electrons dels orbitals d repel·len els electrons del lligand (perquè tots dos tenen càrrega negativa). Per tant, els orbitals d que estan més a prop del lligand tenen una energia elevada que la d' altres orbitals d. Això es tradueix en la divisió dels orbitals d en orbitals d d' alta energia i orbitals d de baixa energia, en funció de l'energia.
Alguns factors que afecten aquesta divisió són: naturalesa de l'ió metàl·lic, l'estat d'oxidació de l'ió metàl·lic, la disposició dels lligands al voltant de l'ió metàl·lic central i la naturalesa dels lligands. Després de la divisió d'aquests orbitals d en funció de l'energia, la diferència entre els orbitals d d' alta i baixa energia es coneix com a paràmetre de divisió del camp cristal·lí (∆oct per als complexos octaèdrics).
Figura 01: Patró de divisió en complexos octaèdrics
Patró de divisió: com que hi ha cinc orbitals d, la divisió es produeix en una proporció de 2:3. En els complexos octaèdrics, dos orbitals es troben al nivell d'energia alt (coneguts col·lectivament com a "p. ex.") i tres orbitals es troben al nivell d'energia inferior (coneguts col·lectivament com a t2g). En els complexos tetraèdrics, passa el contrari; tres orbitals es troben al nivell d'energia superior i dos al nivell d'energia inferior.
Què és el lligand fort?
Un lligand fort o un lligand de camp fort és un lligand que pot provocar una divisió més gran del camp cristal·lí. Això significa que la unió d'un lligand de camp fort provoca una diferència més gran entre els orbitals de nivell d'energia superior i inferior. Alguns exemples inclouen CN– (lligants de cianur), NO2– (lligant nitro) i CO (carbonil). lligands).
Figura 02: Divisió de gir baix
En la formació de complexos amb aquests lligands, al principi, els orbitals d'energia més baixa (t2g) s'omplen completament d'electrons abans d'omplir-se a qualsevol altre orbital d' alt nivell d'energia (p. ex.). Els complexos formats d'aquesta manera s'anomenen "complexos de baix spin".
Què és el lligand feble?
Un lligand feble o un lligand de camp feble és un lligand que pot provocar una divisió més baixa del camp cristal·lí. Això vol dir que la unió d'un lligand de camp feble provoca una diferència més baixa entre els orbitals de nivell d'energia superior i inferior.
Figura 3: Divisió d' alt gir
En aquest cas, com que la baixa diferència entre els dos nivells orbitals provoca repulsions entre electrons en aquests nivells d'energia, els orbitals d'energia més alta es poden omplir fàcilment d'electrons en comparació amb els orbitals de baixa energia. Els complexos formats amb aquests lligands s'anomenen "complexos d'high spin". Alguns exemples de lligands de camp febles inclouen I– (lligant iodur), Br– (lligant bromur), etc.
Quina diferència hi ha entre lligand fort i lligand feble?
Lligand fort vs lligand feble |
|
| Un lligand fort o un lligand de camp fort és un lligand que pot provocar una divisió més gran del camp cristal·lí. | Un lligand feble o un lligand de camp feble és un lligand que pot provocar una divisió del camp cristal·lí més baix. |
| Teoria | |
| La divisió després d'unir un lligand de camp fort provoca una diferència més gran entre els orbitals de nivell d'energia superior i inferior. | La divisió dels orbitals després d'unir un lligand de camp feble provoca una diferència més baixa entre els orbitals de nivell d'energia superior i inferior. |
| Categoria | |
| Els complexos formats amb lligands de camp forts s'anomenen "complexos de baix spin". | Els complexos formats amb lligands de camp febles s'anomenen "complexos d'espin alt". |
Resum: lligand fort i lligand feble
Els lligands forts i els lligands febles són anions o molècules que provoquen la divisió dels orbitals d d'un ió metàl·lic en dos nivells d'energia. La diferència entre lligands forts i lligands febles és que la divisió després d'unir un lligand de camp fort provoca una diferència més gran entre els orbitals de nivell d'energia superior i inferior, mentre que la divisió d'orbitals després d'unir un lligand de camp feble provoca una diferència més baixa entre els lligands més alt i inferior. orbitals de nivell d'energia.
