Nøkkelforskjell - Crystal Field Theory vs Ligand Field Theory
Krystallfeltteori og ligandfeltteori er to teorier innen uorganisk kjemi som brukes til å beskrive bindingsmønstrene i overgangsmetallkomplekser. Crystal field theory (CFT) vurderer effekten av en forstyrrelse av elektron som inneholder d-orbitaler og deres interaksjon med metallkationen, og i CFT anses metall-ligand-interaksjonen kun som elektrostatisk. Ligand Field Theory (LFT) anser metall-ligand-interaksjonen som en kovalent bindingsinteraksjon og avhenger av orienteringen og overlappingen mellom d-orbitalene på metallene og liganden. Dette er nøkkelforskjellen mellom krystallfeltsteori og Ligand feltteori.
Hva er Crystal Field Theory?
Crystal Field Theory (CFT) ble foreslått av fysikeren Hans Bethe i 1929, og deretter ble noen endringer foreslått av JH Van Vleck i 1935. Denne teorien beskriver noen viktige egenskaper ved overgangsmetallkomplekser som magnetisme, absorpsjonsspektre, oksidasjonstilstander og koordinasjon. CFT anser i utgangspunktet samspillet mellom d-orbitaler i et sentralt atom og ligander, og disse ligandene blir betraktet som punktladninger. I tillegg betraktes tiltrekningen mellom det sentrale metallet og ligander i et overgangsmetallkompleks som rent elektrostatisk.
Octahedral krystallfeltstabiliseringsenergi
Hva er Ligand Field Theory?
Ligand feltteori gir en mer detaljert beskrivelse av binding i koordineringsforbindelser. Dette vurderer bindingen mellom metallet og liganden i henhold til konseptene i koordineringskjemi. Denne bindingen betraktes som en koordinert kovalent binding eller en dativ kovalent binding for å vise at begge elektronene i bindingen har kommet fra liganden. De grunnleggende prinsippene i krystallfeltteorien er nær de samme som i molekylære baneteorier.
Ligand-feltskjema som oppsummerer σ-binding i oktaedrisk kompleks [Ti (H2O) 6] 3+.
Hva er forskjellen mellom Crystal Field Theory og Ligand Field Theory?
Enkle konsepter:
Crystal Field Theory: Ifølge denne teorien skyldes interaksjonen mellom et overgangsmetall og ligander tiltrekningen mellom den negative ladningen på de ikke-bindende elektronene til liganden og det positivt ladede metallkationen. Interaksjonen mellom metallet og ligandene er med andre ord rent elektrostatisk.
Ligand feltteori:
- Én eller flere orbitaler på liganden overlapper med en eller flere atomorbitaler på metallet.
- Hvis orbitalene til metallet og liganden har lignende energier og kompatible symmetrier, eksisterer en nettinteraksjon.
- Nettointeraksjonen resulterer i et nytt sett med orbitaler, den ene bindingen og den andre anti-bindingen i naturen. (En * indikerer at en bane er antibinding.)
- Når det ikke er netto interaksjon; de opprinnelige atom- og molekylære orbitalene påvirkes ikke, og de er ikke bindende i naturen når det gjelder metall-ligand-interaksjonen.
- Bindende og anti-bindende orbitaler har sigma (σ) eller pi (π) karakter, avhengig av orienteringen av metallet og liganden.
Begrensninger:
Crystal Field Theory: Crystal field theory har flere begrensninger. Det tar bare hensyn til d-orbitalene til det sentrale atomet; s- og p-orbitalene blir ikke vurdert. I tillegg klarer ikke denne teorien å forklare årsakene til stor spaltning og liten spaltning av noen ligander.
Ligand feltteori: Ligand feltteori har ikke slike begrensninger som i krystallfeltteorien. Det kan betraktes som den utvidede versjonen av krystallfeltteorien.
Applikasjoner:
Crystal Field Theory: Crystal Field Theory gir verdifull innsikt i den elektroniske strukturen til overgangsmetaller i krystallgitter, Krystallfeltsteori forklarer brudd på orbital degenerasjon i overgangsmetallkomplekser på grunn av tilstedeværelsen av ligander. Den beskriver også styrken til metall-ligandbindinger. Systemets energi endres basert på styrken til metall-ligandbindinger, noe som kan føre til endring i magnetiske egenskaper så vel som farge.
Ligand Field Theory: Denne teorien er opptatt av opprinnelsen og konsekvensene av metall– ligand-interaksjoner for å belyse de magnetiske, optiske og kjemiske egenskapene til disse forbindelsene.
