Разлика между силен лиганд и слаб лиганд
Share
Ключова разлика - Силен лиганд срещу Слаб лиганд
Лигандът е атом, йон или молекула, която дарява или споделя два от своите електрони чрез координатна ковалентна връзка с централен атом или йон. Концепцията на лигандите се обсъжда в координационната химия. Лигандите са химически видове, които участват в образуването на комплекси с метални йони. Следователно, те са известни и като комплексиращи агенти. Лигандите могат да бъдат Monodentate, bidentate, tridentate и др. На базата на дентичността на лиганда. Дентичността е броят на групите донори, присъстващи в лиганда. Monodentate означава, че лигандът има само една група донори. Bidentate означава, че има две донорни групи на една молекула лиганд. Има два основни типа лиганди, категоризирани въз основа на теорията на кристалното поле; силни лиганди (или силни полеви лиганди) и слаби лиганди (или слаби полеви лиганди). Най- ключова разлика между силните лиганди и слабите лиганди е това разделянето на орбиталите след свързване към силен полев лиганд причинява по-голяма разлика между орбиталите на по-високо и по-ниско енергийно ниво, докато разделянето на орбиталите след свързване към лиганд със слабо поле води до по-малка разлика между орбиталите на по-високо и по-ниско ниво на енергия.
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е теория на кристалното поле
3. Какво е силен лиганд
4. Какво е слаб лиганд
5. Паралелно сравнение - Силен лиганд срещу слаб лиганд в таблична форма
6. Обобщение
Какво е теорията на кристалното поле?
Теорията на кристалните полета може да бъде описана като модел, който е предназначен да обясни счупването на дегенерации (електронни обвивки с еднаква енергия) на електронни орбитали (обикновено d или f орбитали) поради статичното електрическо поле, произведено от заобикалящия анион или аниони (или лиганди). Тази теория често се използва за демонстриране на поведението на йонните комплекси на преходните метали. Тази теория може да обясни магнитните свойства, цветовете на координационните комплекси, енталпиите на хидратацията и др.
Теория:
Взаимодействието между металния йон и лигандите е резултат от привличането между металния йон с положителен заряд и отрицателния заряд на несдвоените електрони на лиганда. Тази теория се основава главно на промените, възникващи в пет дегенерирани електронни орбитали (метален атом има пет d орбитали). Когато лиганд се доближи до металния йон, несдвоените електрони са по-близо до някои d орбитали от тези на други d орбитали на металния йон. Това причинява загуба на дегенерация. И също така, електроните в d орбиталите отблъскват електроните на лиганда (защото и двата са отрицателно заредени). Следователно d орбиталите, които са по-близо до лиганда, имат по-висока енергия от тази на другите d орбитали. Това води до разделяне на d орбитали на високоенергийни d орбитали и ниско енергийни d орбитали на базата на енергията.
Някои фактори, влияещи на това разцепване са; естеството на металния йон, окислителното състояние на металния йон, разположението на лигандите около централния метален йон и естеството на лигандите. След разделянето на тези d орбитали на базата на енергия, разликата между d орбиталите с висока и ниска енергия е известна като параметър за разделяне на кристално поле (∆октомври за октаедрични комплекси).
Фигура 01: Модел на разделяне в октаедрични комплекси
Модел на разделяне: Тъй като има пет d орбитали, разделянето става в съотношение 2: 3. В октаедричните комплекси две орбитали са на високо енергийно ниво (колективно известно като „напр'), а три орбитали са на по-ниското енергийно ниво (колективно известно като t2g). В тетраедричните комплекси се случва обратното; три орбитали са в по-високото енергийно ниво и две в по-ниското енергийно ниво.
Какво е силен лиганд?
Силен лиганд или силен полев лиганд е лиганд, който може да доведе до разделяне на по-високо кристално поле. Това означава, че свързването на силен полев лиганд причинява по-голяма разлика между орбиталите на по-високо и по-ниско ниво на енергия. Примерите включват CN- (цианидни лиганди), НЕ2- (нитро лиганд) и СО (карбонилни лиганди).
Фигура 02: Разделяне с нисък спин
При формирането на комплекси с тези лиганди първоначално ниските енергийни орбитали (t2g) са напълно запълнени с електрони, преди да се запълнят до всякакви други орбитали с високо енергийно ниво (напр.). Комплексите, образувани по този начин, се наричат "ниско спинови комплекси".
Какво е слаб лиганд?
Слабият лиганд или слаб полев лиганд е лиганд, който може да доведе до разделяне на по-ниско кристално поле. Това означава, че свързването на слаб полев лиганд причинява по-малка разлика между орбиталите на по-високото и по-ниското ниво на енергия.
Фигура 3: Разделяне на високо завъртане
В този случай, тъй като ниската разлика между двете орбитални нива причинява отблъскване между електроните в тези енергийни нива, по-високите енергийни орбитали могат лесно да бъдат запълнени с електрони в сравнение с тези в ниско енергийни орбитали. Комплексите, образувани с тези лиганди, се наричат "комплекси с висока спин". Примерите за слаби полеви лиганди включват I- (йодиден лиганд), Br- (бромиден лиганд) и т.н..
Каква е разликата между силен лиганд и слаб лиганд?
Силен лиганд срещу слаб лиганд | |
| Силен лиганд или силен полев лиганд е лиганд, който може да доведе до разделяне на по-високо кристално поле. | Слабият лиганд или слаб полев лиганд е лиганд, който може да доведе до разделяне на по-ниско кристално поле. |
| теория | |
| Разцепването след свързване на силен полев лиганд причинява по-голяма разлика между орбиталите на по-високо и по-ниско ниво на енергия. | Разцепването на орбиталите след свързване на слаб полев лиганд причинява по-малка разлика между орбиталите на по-високо и по-ниско ниво на енергия. |
| категория | |
| Комплексите, образувани със силни полеви лиганди, се наричат "ниско спинови комплекси". | Комплексите, образувани със слаби полеви лиганди, се наричат "високо спинови комплекси". |
резюме - Силен лиганд срещу Слаб лиганд
Силните лиганди и слабите лиганди са аниони или молекули, които причиняват разделяне на d орбитали на метален йон на две енергийни нива. Разликата между силните лиганди и слабите лиганди е, че разделянето след свързване на силен полев лиганд причинява по-голяма разлика между орбиталите на по-високо и по-ниско енергийно ниво, докато разделянето на орбиталите след свързването на слаб полев лиганд причинява по-ниска разлика между по-високите и по-ниските орбитали на енергийно ниво.
справка:
1.Хелменстин, Ан Мари, D. „Определение на лиганда“. ThoughtCo, 11 февруари 2017. Достъпно тук
2. "лиганди". Химия LibreTexts, Libretexts, 19 януари 2018. Достъпно тук
3.Редакторите на Encyclopædia Britannica. "Лиганд." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, вкл., 12 август 2010 г. Достъпно тук
С любезност на изображенията:
1. 'Октаедър разделяне на кристално поле' от английския потребител на Wikipedia YanA, (CC BY-SA 3.0) през Commons Wikimedia
2.'CFT-Low Spin Splitting Diagram-Vector'By Offnfopt, (Public Domain) през Commons Wikimedia
3.'CFT-High Spin Splitting Diagram-Vector'B Offnfopt, референтно изображение, създадено от YanA - Собствена работа (Public Domain) чрез Commons Wikimedia
