Razlika med močnim ligandom in šibkim ligandom

Ključna razlika - močan ligand vs Šibek ligand
 

Ligand je atom, ion ali molekula, ki podarja ali deli dva svoja elektrona skozi koordinatno kovalentno vez z osrednjim atomom ali ionom. Koncept ligandov je obravnavan v koordinacijski kemiji. Ligandi so kemične vrste, ki sodelujejo pri tvorbi kompleksov s kovinskimi ioni. Zato so znani tudi kot zapletena sredstva. Ligandi so lahko monodentatni, bidentatni, tridentatni itd., Ki temeljijo na zobnosti liganda. Zobnost je število skupin darovalcev, prisotnih v ligandu. Monodentat pomeni, da ima ligand samo eno skupino darovalcev. Bidentat pomeni, da ima dve skupini darovalcev na eno molekulo liganda. Obstajata dve glavni vrsti ligandov, razvrščenih na podlagi teorije kristalnega polja; močni ligandi (ali močni poljski ligandi) in šibki ligandi (ali šibki poljski ligandi). The ključna razlika med močnimi ligandi in šibkimi ligandi je to cepitev orbitale po vezavi na močan poljski ligand povzroči večjo razliko med orbitali višje in nižje energije, medtem ko cepitev orbitale po vezavi na ligand s šibkim poljem povzroči manjšo razliko med višjimi in nižjimi energetskimi nivoji.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je teorija kristalnega polja
3. Kaj je močan ligand
4. Kaj je šibek ligand
5. Primerjava ob strani - močan ligand proti šibkemu ligandu v tabeli
6. Povzetek

Kaj je teorija kristalnega polja?

Teorijo polja kristalov lahko opišemo kot model, ki je zasnovan za razlago lomljenja degeneracije (elektronske lupine enake energije) elektronskih orbitalov (običajno d ali f orbitale) zaradi statičnega električnega polja, ki ga proizvaja okoliški anion ali anioni (oz. 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:

Medsebojno delovanje med kovinskim ionom in ligandi je posledica privlačenja med kovinskim ionom s pozitivnim nabojem in negativnim nabojem neparnih elektronov liganda. Ta teorija temelji predvsem na spremembah, ki se pojavljajo v petih degeneriranih orbitalih elektronov (kovinski atom ima pet d orbitale). Ko se ligand približa kovinskemu ionu, so parni elektroni bližje nekaterim d orbitalam kot drugi d orbitali kovinskega iona. To povzroči izgubo degeneracije. Pa tudi, da elektroni v d orbitali odbijajo elektrone liganda (ker sta oba negativno nabit). Zato ima d orbitala, ki je bližje ligandu, visoko energijo kot pri drugih d orbitalah. Posledica tega je razdelitev d orbitale na visoko energijske d orbitale in nizkoenergijske d orbitale, ki temelji na energiji.

Nekateri dejavniki, ki vplivajo na to delitev, so: naravo kovinskega iona, oksidacijsko stanje kovinskih ionov, razporeditev ligand okoli osrednjega kovinskega iona in naravo ligandov. Po delitvi teh d orbitalov na podlagi energije se razlika med visoko in nizko energijo d orbitale pozna kot parameter cepitve kristalnega polja (∆_okt za oktaedrske komplekse).

Slika 01: Vzorec cepitve v oktaedrskih kompleksih

Vzorec delitve: Ker je pet d orbitalov, se cepitev zgodi v razmerju 2: 3. V oktaedrskih kompleksih sta dve orbitali na visoki energijski ravni (skupno znani kot „npr"), tri orbite pa so na nižji energetski ravni (skupno znano kot t2g). V tetraedrskih kompleksih se dogaja ravno obratno; tri orbite so v višji energijski ravni in dve v nižji energijski ravni.

Kaj je močan ligand?

Močan ligand ali močan poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči večjo cepitev kristalnega polja. To pomeni, da vezanje močnega poljskega liganda povzroča večjo razliko med orbitali višje in nižje energetske ravni. Primeri vključujejo CN^- (cianidni ligandi), NE₂^- (nitro ligand) in CO (karbonilni ligandi).

Slika 02: Nizko spino cepljenje

Pri tvorbi kompleksov s temi ligandi se sprva nižje energetske orbitale (t2g) pred polnjenjem na katere koli druge orbite visokega nivoja (npr.) Popolnoma napolnijo z elektroni. Tako nastali kompleksi se imenujejo "nizki centrifugalni kompleksi".

Kaj je šibek ligand?

Šibek ligand ali šibek poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči cepitev nižjega kristalnega polja. To pomeni, da vezanje šibkega poljnega liganda povzroči manjšo razliko med orbitali višje in nižje energetske ravni.

Slika 3: Visoko spino cepljenje

V tem primeru, ker majhna razlika med obema orbitalnima nivojema povzroči odboj med elektroni v teh energetskih nivojih, lahko višje energetske orbite zlahka napolnimo z elektroni v primerjavi s tistimi v nizkih energetskih orbitalah. Kompleksi, tvorjeni s temi ligandi, se imenujejo "kompleksi z visokimi centrifugi". Primeri šibkih poljskih ligandov vključujejo I^- (jodidni ligand), Br^- (bromidni ligand) itd.

Kakšna je razlika med močnim ligandom in šibkim ligandom?

Močan ligand proti šibkemu ligandu
Močan ligand ali močan poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči večjo cepitev kristalnega polja.	Šibek ligand ali šibek poljski ligand je ligand, ki lahko povzroči cepitev nižjega kristalnega polja.
Teorija
Cepitev po vezavi močnega poljskega liganda povzroči večjo razliko med orbitali višje in nižje energetske ravni.	Razcep orbitale po vezavi šibkega poljnega liganda povzroči manjšo razliko med višjo in nižjo orbitolo energetske ravni.
Kategorija
Kompleksi, oblikovani z močnimi poljskimi ligandi, se imenujejo "nizki spin-kompleksi".	Kompleksi, tvorjeni s šibkimi poljskimi ligandi, se imenujejo "visoki spin-kompleksi".

Povzetek - Močan ligand vs Šibek ligand

Močni ligandi in šibki ligandi so anioni ali molekule, ki povzročajo cepitev d orbitale 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 energetskimi orbitali, medtem ko cepitev orbitov po vezavi šibkega polja ligand povzroči manjšo razliko med višjimi in nižjimi orbitali energijske ravni.

Referenca:

1.Helmenstine, Anne Marie, D. "Opredelitev ligandov." ThoughtCo, 11. februar 2017. Na voljo tukaj
2. "Ligandi." Kemija LibreTexts, Libretexts, 19. januarja 2018. Dostopno tukaj
3. Uredniki Encyclopædia Britannica. "Ligand." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 12. avg. 2010. Na voljo tukaj 

Vljudnost slik:

1.'oktaedrsko ločevanje kristalnega polja 'med angleškim uporabnikom Wikipedije YanA, (CC BY-SA 3.0) prek Commons Wikimedia  
2.'CFT-nizka spin-cepilna shema-vektor 'Offnfopt, (Public Domain) prek Commons Wikimedia  
3.'CFT-High Spin Splitting Diagram-Vector'B Offnfopt, referenčna slika, ki jo je ustvaril YanA - Lastno delo (Public Domain) prek Commons Wikimedia