Разлика между теорията на кристалното поле и теорията на лигандното поле

Ключова разлика - теория на кристалното поле срещу теорията на лигандното поле
 

Теорията на кристалното поле и теорията на лигандното поле са две теории в неорганичната химия, които се използват за описание на моделите на свързване в комплексите на преходните метали. Теорията на кристалното поле (CFT) разглежда ефекта от смущения на електрон-съдържащи d-орбитали и тяхното взаимодействие с металния катион, а при CFT взаимодействието метал-лиганд се счита само за електростатично. Теорията на полето на лиганда (LFT) разглежда взаимодействието метал-лиганд като ковалентно свързващо взаимодействие и зависи от ориентацията и припокриването между d-орбиталите върху металите и лиганда. Това е ключовата разлика между теорията на кристалното поле и теорията на полето на Лиганд.

Какво е теорията на кристалното поле?

Теорията на кристалното поле (CFT) е предложена от физика Ханс Бете през 1929 г., а след това някои изменения са предложени от Дж. Х. Ван Влек през 1935 г. Тази теория описва някои важни свойства на комплексите от преходни метали като магнетизъм, абсорбционни спектри, окислителни състояния и координация. CFT основно разглежда взаимодействието на d-орбитали на централен атом с лиганди и тези лиганди се считат за точкови заряди. В допълнение, привличането между централния метал и лигандите в комплекс от преходни метали се счита за чисто електростатично.

Енергия за стабилизиране на октаедрично кристално поле

Какво е теорията на полето на Лиганд?

Теорията на полето на Лиганд предоставя по-подробно описание на свързването в координационните съединения. Това отчита връзката между метала и лиганда според концепциите в координационната химия. Тази връзка се счита за координирана ковалентна връзка или дативна ковалентна връзка, която показва, че и двата електрона в връзката са дошли от лиганда. Основните принципи на теорията на кристалното поле са близки до принципите на теорията на молекулярната орбита.

Схема на Лиганд-поле, обобщаваща σ-свързване в октаедричния комплекс [Ti (H2O) 6] 3+.

Каква е разликата между теорията на кристалното поле и теорията на лигандното поле?

Основни понятия:

Теория на кристалното поле: Според тази теория взаимодействието между преходния метал и лигандите се дължи на привличането между отрицателния заряд върху несвързващите електрони на лиганда и положително заредения метален катион. С други думи, взаимодействието между метала и лигандите е чисто електростатично.

Теория на полето на Лиганд:

• Една или повече орбитали на лиганда се припокриват с една или повече атомни орбитали на метала.
• Ако орбиталите на метала и лиганда имат сходна енергия и съвместими симетрии, съществува нетно взаимодействие.
• Нетното взаимодействие води до нов набор от орбитали, едната свързваща и другата антисвързваща в природата. (* * Показва, че орбиталата е анти-връзка.)
• Когато няма нетно взаимодействие; първоначалните атомни и молекулярни орбитали не са засегнати и те са несвързващи по своя характер по отношение на взаимодействието метал-лиганд.
• Свързващите и антисвързващите орбитали имат сигма (σ) или pi (π) характер, в зависимост от ориентацията на метала и лиганда.

Ограничения:

Теория на кристалното поле: Теорията на кристалното поле има няколко ограничения. Той отчита само d-орбиталите на централния атом; орбиталите s и p не се вземат предвид. В допълнение, тази теория не успява да обясни причините за голямо разцепване и малко разцепване на някои лиганди.

Теория на полето на Лиганд: Теорията на полето на Лиганд няма такива ограничения, както в теорията на кристалното поле. Може да се разглежда като разширена версия на теорията на кристалното поле.

Приложения:

Теория на кристалното поле: Теорията на кристалното поле предоставя ценна представа за електронната структура на преходните метали в кристалните решетки,

Теорията на кристалното поле обяснява разрушаването на орбиталната дегенерация в комплексите с преходни метали поради наличието на лиганди. Той също така описва силата на връзките метал-лиганд. Енергията на системата се променя въз основа на силата на метално-лигандните връзки, което може да доведе до промяна в магнитните свойства, както и в цвета.

Теория на полето на Лиганд: Тази теория се занимава с произхода и последиците от взаимодействието метал-лиганд, за да се изяснят магнитните, оптичните и химичните свойства на тези съединения..

Референции: „Въведение в теорията за лигандите и кристалните полета“ - Виртуална лаборатория Amrita за универсализиране на обучението на EveryScience. „Теория на полето на Лиганд“ - Уикипедия „Теория на полето на Лиганд“ - Енциклопедия Британика „Спектрохимичната серия“ - Университет на Западна Индия - Катедра по химия „Теория на полето на Лиганд“ - Брайън. Н. Фиджис - Национална лаборатория, Ъптън, Ню Йорк, САЩ Образователна любезност: „Разделяне на кристално поле 4“ от YanA от английския език Wikipedia (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia „LFTi (III)“ от Smokefoot в английската Wikipedia - Прехвърлен от en.wikipedia в Commons от Sentausa (Public Domain) чрез Commons Wikimedia