Forskjellen mellom sterk ligand og svak ligand
Share
Nøkkelforskjell - Sterk ligand vs Svak ligand
En ligand er et atom, ion eller et molekyl som donerer eller deler to av dets elektroner gjennom en koordinatkovalent binding med et sentralt atom eller ion. Konseptet med ligander er diskutert under koordinasjonskemi. Ligander er kjemiske arter som er involvert i dannelsen av komplekser med metallioner. Derfor er de også kjent som kompleksdannende midler. Ligander kan være monodentat, bidentat, tridentat, etc. basert på dentandigheten av liganden. Dentisitet er antall donorgrupper tilstede i en ligand. Monodentate betyr at ligand bare har én donorgruppe. Bidentate betyr at det har to donorgrupper per ett ligandmolekyl. Det er to hovedtyper av ligander kategorisert basert på krystallfeltteori; sterke ligander (eller sterke feltligander) og svake ligander (eller svake feltligander). De nøkkelforskjell mellom sterke ligander og svake ligander er det splittelsen av orbitaler etter binding til en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom de høyere og lavere energinivåorbitaler, mens splittelsen av orbitaler etter binding til en svak feltligand forårsaker en lavere forskjell mellom høyere og lavere energinivå-orbitaler.
INNHOLD
1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Crystal Field teori
3. Hva er sterk ligand
4. Hva er svak ligand
5. Side ved side-sammenligning - Sterk ligand vs svak ligand i tabellform
6. Sammendrag
Hva er Crystal Field Theory?
Krystallfeltteori kan beskrives som en modell som er utformet for å forklare bryte av degenerasjoner (elektronskjell av lik energi) av elektronorbitaler (vanligvis d eller f-orbitaler) på grunn av det statiske elektriske feltet produsert av en omkringliggende anion eller anioner (eller ligander). Denne teorien brukes ofte til å demonstrere oppførselen til overgangsmetall-ioner-komplekser. Denne teorien kan forklare de magnetiske egenskapene, fargen på koordineringskompleksene, hydratiserende entalpier, osv.
Teori:
Samspillet mellom metallion og ligander er et resultat av tiltrengningen mellom metalljonen med en positiv ladning og den negative ladning av de uparerte elektroner i liganden. Denne teorien er hovedsakelig basert på endringene som forekommer i fem degenererte elektronorbitaler (et metallatom har fem d orbitaler). Når en ligand kommer nær metalljonen, er de oppparrede elektronene nærmere noen d-orbitaler enn for andre d-orbitaler av metallionen. Dette forårsaker tap av degenerasjon. Og også, elektronene i d orbitaler avstøter ligandens elektroner (fordi begge er negativt ladet). Dermed er d-orbitalene som er nærmere liganden, høy energi enn andre d-orbitaler. Dette resulterer i splittelse av d orbitaler i høy energi d orbitaler og lav energi d orbitaler, basert på energien.
Noen faktorer som påvirker denne splittelsen er; naturen av metallionen, oksidasjonstilstanden av metallion, arrangementet av ligander rundt det sentrale metallion og naturen av ligander. Etter splittelsen av disse d-orbitaler basert på energi, er forskjellen mellom de høye og lave energi d-orbitaler kjent som en krystallfelt splittingsparameter (Δoktober for oktaedekomplekser).
Figur 01: Splitting Pattern i Octahedral Komplekser
Splitting mønster: Siden det er fem d orbitaler, oppstår splittelsen i et forhold på 2: 3. I oktaediske komplekser er to orbitaler i høy energinivå (kollektivt kjent som "f.eks'), og tre orbitaler er i lavere energinivå (kollektivt kjent som T2G). I tetraedrale komplekser skjer det motsatte; tre orbitaler er i høyere energinivå og to i lavere energinivå.
Hva er sterk ligand?
En sterk ligand eller en sterk feltligand er en ligand som kan resultere i en høyere krystallfelt splitting. Dette betyr at bindingen av en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom høyere og lavere energinivå-orbitaler. Eksempler inkluderer CN- (cyanidligander), NO2- (nitroligand) og CO (karbonylligander).
Figur 02: Low Spin Splitting
I dannelsen av komplekser med disse ligander, er de første energibytene (t2g) i første omgang fullstendig fylt med elektroner før de fylles til andre høyt energinivå-orbitaler (f.eks.). Kompleksene som dannes på denne måten kalles "lavspinnkomplekser".
Hva er svak ligand?
En svak ligand eller en svak feltligand er en ligand som kan resultere i lavere krystallfelt splitting. Dette betyr at bindingen av en svak feltligand forårsaker en lavere forskjell mellom de høyere og lavere energinivå-orbitaler.
Figur 3: High Spin Splitting
I dette tilfellet, siden den lave forskjellen mellom de to orbitale nivåene forårsaker repulsjoner mellom elektroner i disse energinivåene, kan de høyere energibytene enkelt fylles med elektroner sammenlignet med det i lav energi-orbitaler. Kompleksene dannet med disse ligander kalles "høyt spin-komplekser". Eksempler på svake feltligander inkluderer I- (jodidligand), Br- (bromidligand) osv.
Hva er forskjellen mellom sterk ligand og svak ligand?
Sterk ligand vs svak ligand | |
| En sterk ligand eller en sterk feltligand er en ligand som kan resultere i en høyere krystallfelt splitting. | En svak ligand eller en svak feltligand er en ligand som kan resultere i lavere krystallfelt splitting. |
| Teori | |
| Spaltingen etter binding av en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom høyere og lavere energinivå-orbitaler. | Spaltningen av orbitaler etter binding av en svak feltligand forårsaker en lavere forskjell mellom de høyere og lavere energinivå-orbitaler. |
| Kategori | |
| Kompleksene dannet med sterke feltligander kalles "lavspinnkomplekser". | Kompleksene dannet med svake feltligander kalles "high spin komplekser". |
Sammendrag - Sterk ligand vs Svak ligand
Sterke ligander og svake ligander er anioner eller molekyler som forårsaker spalting av d orbitaler av et metallion i to energinivåer. Forskjellen mellom sterke ligander og svake ligander er at splittelsen etter binding av en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom de høyere og lavere energinivåorbitaler, mens splittelsen av orbitaler etter binding av en svak feltligand forårsaker en lavere forskjell mellom høyere og lavere energinivå orbitaler.
Henvisning:
1.Helmenstine, Anne Marie, D. "Ligand Definition." ThoughtCo, 11. februar, 2017. Tilgjengelig her
2. "Ligands." Chemistry LibreTexts, Libretexts, 19. januar 2018. Tilgjengelig her
3. Editors of Encyclopædia Britannica. "Ligand." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, ink., 12. august 2010. Tilgjengelig her
Bilde Courtesy:
1.Octahedral krystallfelt splitting'By English Wikipedia bruker YanA, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia
2.'CFT-Low Spin Split Diagram-Vector'By Offnfopt, (Public Domain) via Commons Wikimedia
3.'CFT-High Spin Split Diagram-Vector'By Offnfopt, referansebilde opprettet av YanA - Eget arbeid (Public Domain) via Commons Wikimedia
