Hovedforskjell - Sterk Ligand vs Svak Ligand
En ligand er et atom, ion eller et molekyl som donerer eller deler to av elektronene gjennom en koordinat kovalent binding med et sentralt atom eller ion. Begrepet ligander er diskutert under koordineringskjemi. Ligander er kjemiske arter som er involvert i dannelsen av komplekser med metallioner. Derfor er de også kjent som kompleksdannende midler. Ligander kan være monodentate, bidentate, tridentate, etc. basert på ligandens tetthet. Dentisitet er antall donorgrupper som er tilstede i en ligand. Monodentat betyr at ligand bare har en donorgruppe. Bidentate betyr at den har to donorgrupper per ett ligandmolekyl. Det er to hovedtyper av ligander kategorisert basert på teori om krystallfelt; sterke ligander (eller sterke feltligander) og svake ligander (eller svake feltligander). Hovedforskjellen mellom sterke ligander og svake ligander er at splittelsen av orbitaler etter binding til en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom de høyere og lavere energinivå orbitalene mens splittelsen av orbitaler etter binding til en svak feltligand forårsaker en lavere mellom orbitaler på høyere og lavere energinivå.
INNHOLD
1. Oversikt og nøkkelforskjell
2. Hva er Crystal Field-teori
3. Hva er sterk ligand
4. Hva er svak ligand
5. Sammenligning side om side - Sterk ligand vs svak ligand i tabellform
6. Sammendrag
Hva er Crystal Field Theory?
Feltteori for krystaller kan beskrives som en modell som er utformet for å forklare brudd på degenerasjoner (elektronskjell med lik energi) av elektronorbitaler (vanligvis d eller f orbitaler) på grunn av det statiske elektriske feltet produsert av et omgivende anion eller anioner (eller ligander). Denne teorien brukes ofte til å demonstrere oppførselen til overgangsmetallionkomplekser. Denne teorien kan forklare magnetiske egenskaper, farger på koordinasjonskomplekser, hydratiseringsenthalpier, etc.
Teori:
Samspillet mellom metallionet og ligander er et resultat av tiltrekningen mellom metallionet med en positiv ladning og den negative ladningen til de uparrede elektronene 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 metallionet, er de uparede elektronene nærmere noen d-orbitaler enn de andre d-orbitalene i metallionet. Dette medfører tap av degenerasjon. Og også, elektronene i d-orbitalene frastøter elektronene til liganden (fordi begge er negativt ladet). Derfor har d-orbitalene som er nærmere liganden høy energi enn andre d-orbitaler. Dette resulterer i splitting av d-orbitaler i høyenergi-orbitaler og lavenergi-orbitaler, basert på energien.
Noen faktorer som påvirker denne splittelsen er; arten av metallionet, oksidasjonstilstanden for metallionet, arrangementet av ligander rundt det sentrale metallionet og arten av ligander. Etter splitting av disse d-orbitalene basert på energi, er forskjellen mellom høy- og lavenergi-orbitalene kjent som en krystallfeltdelingsparameter (∆ okt for oktaedrisk komplekser).
Figur 01: Splitting Pattern in Octahedral Complexes
Splitting mønster: Siden det er fem d orbitaler, oppdelingen skjer i et forhold på 2: 3. I oktaedriske komplekser er to orbitaler på det høye energinivået (samlet kjent som 'f.eks'), og tre orbitaler er på det lavere energinivået (samlet kjent som t2g). I tetraedriske komplekser oppstår det motsatte; tre orbitaler er i det høyere energinivået og to i det lavere energinivået.
Hva er Strong Ligand?
En sterk ligand eller en sterk feltligand er en ligand som kan resultere i en høyere krystallfelt splitting. Dette betyr at binding av en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom orbitaler på høyere og lavere energinivå. Eksempler inkluderer CN - (cyanidligander), NO 2 - (nitroligand) og CO (karbonylligander).
Figur 02: Splitting med lav sentrifugering
Ved dannelsen av komplekser med disse ligandene blir orbitalene med lavere energi (t2g) først fullstendig fylt med elektroner før de fylles til andre orbitaler med høyt energinivå (f.eks.). Kompleksene som dannes på denne måten kalles “lavspinnskomplekser”.
Hva er svak ligand?
En svak ligand eller en svak feltligand er en ligand som kan resultere i en deling av et lavere krystallfelt. Dette betyr at bindingen av en svak feltligand forårsaker en lavere forskjell mellom orbitalene på høyere og lavere energinivå.
Figur 3: Splitting med høy spinn
I dette tilfellet, siden den lave forskjellen mellom de to orbitalnivåene forårsaker frastøtinger mellom elektroner i disse energinivåene, kan orbitalene med høyere energi lett fylles med elektroner sammenlignet med de i orbitaler med lav energi. Kompleksene som dannes med disse ligandene kalles “high spin complexes”. Eksempler på svake feltligander inkluderer I - (jodidligand), Br - (bromidligand), etc.
Hva er forskjellen mellom sterk ligand og svak ligand?
Diff Article Midt før tabell
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 en deling av et lavere krystallfelt. |
| Teori | |
| Spaltingen etter binding av en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom orbitaler på høyere og lavere energinivå. | Oppdelingen av orbitaler etter binding av en svak feltligand forårsaker en lavere forskjell mellom de høyere og lavere energinivå orbitalene. |
| Kategori | |
| Kompleksene dannet med sterke feltligander kalles "lavspinnskomplekser". | Kompleksene dannet med svake feltligander kalles “high spin complexes”. |
Sammendrag - Sterk Ligand vs Svak Ligand
Sterke ligander og svake ligander er anioner eller molekyler som forårsaker splitting av orbitaler av et metallion i to energinivåer. Forskjellen mellom sterke ligander og svake ligander er at splitting etter binding av en sterk feltligand forårsaker en høyere forskjell mellom de høyere og lavere energinivå orbitalene mens splitting av orbitaler etter binding av en svak feltligand forårsaker en lavere forskjell mellom høyere og lavere orbitaler på energinivå.
