Ključna razlika - močna liga proti šibki ligi
Ligand je atom, ion ali molekula, ki donira ali deli dva svoja elektrona prek koordinatne kovalentne vezi s centralnim atomom ali ionom. Koncept ligandov je obravnavan v koordinacijski kemiji. Ligande so kemične vrste, ki sodelujejo pri tvorbi kompleksov s kovinskimi ioni. Zato so znani tudi kot kompleksna sredstva. Glede na zobnost liganda so lahko ligandi monodentatni, dvodentni, tridentatni itd. Denticnost je število donatorskih skupin, prisotnih v ligandu. Monodentat pomeni, da ima ligand samo eno skupino darovalcev. Bidentat pomeni, da ima dve donatorski skupini na eno molekulo liganda. Obstajata dve glavni vrsti ligandov, razvrščeni na podlagi teorije kristalnega polja; močni ligandi (ali močni poljski ligandi) in šibki ligandi (ali šibki poljski ligandi). Ključna razlika med močnimi ligandi in šibkimi ligandi je v tem, da delitev orbitalov po vezavi na močan poljski ligand povzroči večjo razliko med višjimi in nižjimi orbitalami na ravni energije, delitev orbitalov po vezavi na šibki poljski ligand pa manjšo razliko med višjimi in nižjimi orbitalami na ravni energije.
VSEBINA
1. Pregled in ključna razlika
2. Kaj je teorija kristalnega polja
3. Kaj je močna liganda
4. Kaj je šibka liganda
5. Vzporedna primerjava - Močna liga proti šibki ligandi v tabelarni obliki
6. Povzetek
Kaj je teorija kristalnega polja?
Teorijo polja kristalov lahko opišemo kot model, ki je zasnovan tako, da razloži lomljenje degeneracij (elektronskih lupin enake energije) elektronskih orbital (običajno d ali f orbitalov) zaradi statičnega električnega polja, ki ga tvorijo okoliški anion ali anioni (ali ligandi). Ta teorija se pogosto uporablja za prikaz vedenja kompleksov ionov prehodnih kovin. Ta teorija lahko razloži magnetne lastnosti, barve koordinacijskih kompleksov, hidratacijske entalpije itd.
Teorija:
Interakcija med kovinskim ionom in ligandi je posledica privlačnosti med kovinskim ionom s pozitivnim nabojem in negativnim nabojem neparnih elektronov liganda. Ta teorija temelji predvsem na spremembah, ki se pojavijo v petih izrojenih elektronskih orbitalah (kovinski atom ima pet d orbital). Ko se ligand približa kovinskemu ionu, so neparni elektroni bližje nekaterim d orbitalam kot drugim d orbitalam kovinskega iona. To povzroči izgubo degeneracije. In tudi, elektroni v d orbitalah odbijajo elektrone liganda (ker sta oba negativno nabita). D-orbitale, ki so bližje ligandu, imajo zato visoko energijo kot druge d-orbitale. Posledica tega je, da se d-orbitale na podlagi energije razdelijo na d-orbitale z visoko energijo in d-orbitale z nizko energijo.
Nekateri dejavniki, ki vplivajo na to delitev, so; narava kovinskega iona, oksidacijsko stanje kovinskega iona, razporeditev ligandov okoli osrednjega kovinskega iona in narava ligandov. Po razdelitvi teh d orbital na podlagi energije je razlika med d in orbitalami z visoko in nizko energijo znana kot parameter razcepitve kristalnega polja (vpliv za oktaedrske komplekse).
Slika 01: Vzorec delitve v osmerokonskih kompleksih
Vzorec cepitve: Ker obstaja pet d orbital, se cepljenje zgodi v razmerju 2: 3. V oktaedrskih kompleksih sta dve orbitali na visoki energijski ravni (skupaj znani kot "npr."), Tri orbitale pa na nižji energijski ravni (skupaj znane kot t2g). V tetraedrskih kompleksih se zgodi ravno nasprotno; tri orbitale so v višji ravni energije in dve v nižji ravni energije.
Kaj je močna liga?
Močan ligand ali močan poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči večjo cepitev kristalnega polja. To pomeni, da vezava močnega poljskega liganda povzroči večjo razliko med višjimi in nižjimi orbitalami na ravni energije. Primeri vključujejo CN - (cianidni ligandi), NO 2 - (nitro ligand) in CO (karbonilni ligandi).
Slika 02: Delitev z nizkim vrtljajem
Pri tvorbi kompleksov s temi ligandi so sprva nižje energijske orbitale (t2g) popolnoma napolnjene z elektroni, preden se napolnijo z drugimi orbitalami z visokim nivojem energije (npr.). Tako nastali kompleksi se imenujejo "kompleksi z nizkim vrtljajem".
Kaj je šibka liga?
Šibki ligand ali šibki poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči nižjo cepitev kristalnega polja. To pomeni, da vezava šibkega poljskega liganda povzroči nižjo razliko med višjimi in nižjimi orbitalami na ravni energije.
Slika 3: Visoko cepitev
V tem primeru, ker majhna razlika med obema orbitalnima nivojema povzroča odbijanje med elektroni na teh ravneh energije, lahko višje energijske orbitale zlahka napolnimo z elektroni v primerjavi z nizekimi orbitalami. Kompleksi, ki nastanejo s temi ligandi, se imenujejo "kompleksi z visokim spinom". Primeri šibkih poljskih ligandov vključujejo I - (jodidni ligand), Br - (bromidni ligand) itd.
Kakšna je razlika med močno in šibko ligando?
Diff Article Sredina pred mizo
Močna liga vs šibka liga |
|
| Močan ligand ali močan poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči večjo cepitev kristalnega polja. | Šibki ligand ali šibki poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči nižjo cepitev kristalnega polja. |
| Teorija | |
| Razcepitev po vezavi močnega poljskega liganda povzroči večjo razliko med višjimi in nižjimi orbitalami na ravni energije. | Delitev orbital po vezavi šibkega poljskega liganda povzroči manjšo razliko med višjimi in nižjimi orbitalami na ravni energije. |
| Kategorija | |
| Kompleksi, ki nastanejo z močnimi poljskimi ligandi, se imenujejo "kompleksi z nizkim spinom". | Kompleksi, ki nastanejo s šibkimi poljskimi ligandi, se imenujejo "kompleksi z visokim spinom". |
Povzetek - Močna liga vs šibka liga
Močni ligandi in šibki ligandi so anioni ali molekule, ki povzročajo cepitev d orbital kovinskega iona na dve energijski ravni. Razlika med močnimi ligandi in šibkimi ligandi je v tem, da cepitev po vezavi močnega poljskega liganda povzroči večjo razliko med višjimi in nižjimi orbitalami energijske ravni, medtem ko cepitev orbitalov po vezavi šibkega poljskega liganda povzroči nižjo razliko med višjo in spodnjo ligando orbitale na ravni energije.
