Atšķirība starp spēcīgo ligandu un vājo ligandu
Share
Galvenā atšķirība - spēcīga ligands vs. Vāja Ligand
Ligands ir atoms, jons vai molekula, kas ziedo vai dalās ar diviem saviem elektroniem caur koordinātu kovalento saiti ar centrālo atomu vai jonu. Ligandu jēdziens tiek apspriests koordinācijas ķīmijā. Ligandi ir ķīmiskas sugas, kas ir iesaistītas kompleksu veidošanā ar metāla joniem. Tādēļ tos sauc arī par kompleksiem. Ligandi var būt monodentate, bidentate, tridentate utt., Pamatojoties uz ligandu denticity. Dentiskums ir ligandā esošo donoru grupu skaits. Monodentāts nozīmē, ka ligandā ir tikai viena donoru grupa. Bidentāts nozīmē, ka tai ir divas donoru grupas uz vienu ligandu molekulu. Ir divi galvenie ligandu veidi, kas kategorizēti, pamatojoties uz kristāla lauka teoriju; spēcīgas ligandi (vai stipra lauka ligandi) un vāji ligandi (vai vāja lauka ligandi). galvenā atšķirība starp spēcīgām un vājām ligandiem ir tas, ka orbitālu sadalīšana pēc saistīšanās ar spēcīga lauka ligandu rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitāļiem, turpretī orbitāļu sadalīšana pēc saistīšanas ar vājā lauka ligandu rada mazāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitāļiem.
SATURS
1. Pārskats un galvenās atšķirības
2. Kas ir kristāla lauka teorija
3. Kas ir stipra ligand
4. Kas ir vāja ligandā
5. Blakus salīdzinājums - spēcīga ligand vs vāja ligand tabulas formā
6. Kopsavilkums
Kas ir kristāla lauka teorija?
Kristālu lauka teoriju var raksturot kā modeli, kas izstrādāts, lai izskaidrotu elektronu orbitāļu (parasti d vai f orbitāles) deģenerāciju (vienāda enerģijas elektronu čaulas) sadalīšanos statiska elektriskā lauka dēļ, ko rada apkārt esošais anjons vai anjoni (vai ligandi). Šo teoriju bieži izmanto, lai parādītu pārejas metālu jonu kompleksu izturēšanos. Šī teorija var izskaidrot magnētiskās īpašības, koordinācijas kompleksu krāsas, hidratācijas entalpijas utt.
Teorija:
Mijiedarbība starp metāla jonu un ligandiem ir pievilcības rezultāts starp metāla jonu ar pozitīvu lādiņu un ligamenta nepāra elektronu negatīvo lādiņu. Šī teorija galvenokārt balstās uz izmaiņām, kas notiek piecos deģenerētos elektronu orbitāļos (metāla atomam ir piecas d orbitāles). Kad ligands pietuvojas metāla jonam, nepāra elektroni atrodas tuvāk dažiem d orbitāļiem nekā citi d metāla orbitāli. Tas izraisa deģenerācijas zudumu. Un arī elektroni d orbitālē atgrūž ligandu elektronus (jo abi ir negatīvi lādēti). Līdz ar to d orbitālēs, kas ir tuvāk ligandam, ir liela enerģija nekā citiem d orbitāļiem. Rezultātā d orbitāles tiek sadalītas lielās d orbitālēs un zemas enerģijas d orbitālēs, pamatojoties uz enerģiju.
Daži faktori, kas ietekmē šo sadalīšanu, ir: metāla jonu raksturs, metāla jonu oksidācijas stāvoklis, ligandu izvietojums ap centrālo metāla jonu un ligandu raksturs. Pēc šo d orbitāļu sadalīšanas, pamatojoties uz enerģiju, atšķirība starp augstas un zemas enerģijas d orbitāles tiek saukta par kristāla lauka sadalīšanas parametru (∆oktobris oktaedriskiem kompleksiem).
01. attēls: sadalīšanas shēma astoņkājainos kompleksos
Sadalīšanas shēma: Tā kā ir piecas d orbitāles, sadalīšana notiek proporcijā 2: 3. Oktaedrālos kompleksos divas orbitāles atrodas augstā enerģijas līmenī (kopā zināmas kā 'piem'), un trīs orbitāles atrodas zemākā enerģijas līmenī (kopā sauktas par t2g). Tetraedriskos kompleksos notiek pretējais; trīs orbitāles atrodas augstākā enerģijas līmenī un divas - zemākā enerģijas līmenī.
Kas ir stipra ligand?
Spēcīgs ligands vai spēcīga lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt lielāku kristāla lauka sadalīšanu. Tas nozīmē, ka spēcīga lauka ligandu saistīšana rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitāļiem. Kā piemērus var minēt CN- (cianīda ligandi), NO2- (nitro ligands) un CO (karbonil ligandi).
Attēls 02: Zemas griešanās sadalīšana
Veidojot kompleksus ar šiem ligandiem, vispirms zemākās enerģijas orbitāles (t2g) tiek pilnībā piepildītas ar elektroniem, pirms tiek piepildītas ar citām paaugstinātas enerģijas līmeņa orbitālēm (piemēram). Šādi veidotus kompleksus sauc par “zemu griezienu kompleksiem”.
Kas ir vāja ligand?
Vājš ligands vai vājā lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt zemāku kristāla lauka sadalīšanu. Tas nozīmē, ka vāja lauka ligandu saistīšana rada mazāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitāļiem.
3. attēls: augsta griešanās sadalīšana
Šajā gadījumā, tā kā mazā atšķirība starp diviem orbitālajiem līmeņiem izraisa atgrūšanos starp elektroniem šajos enerģijas līmeņos, augstākās enerģijas orbitāles var viegli piepildīt ar elektroniem, salīdzinot ar zemas enerģijas orbitālēs esošajām. Kompleksi, kas izveidoti ar šīm ligandiem, tiek saukti par “augstas spinēšanas kompleksiem”. Vāja lauka ligandu piemēri ir I- (jodīda ligands), Br- (bromīda ligands) utt.
Kāda ir atšķirība starp spēcīgo ligandu un vājo ligandu?
Spēcīga ligand vs vājā ligand | |
| Spēcīgs ligands vai spēcīga lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt lielāku kristāla lauka sadalīšanu. | Vājš ligands vai vājā lauka ligands ir ligands, kas var izraisīt zemāku kristāla lauka sadalīšanu. |
| Teorija | |
| Sadalīšana pēc spēcīga lauka ligandu saistīšanas rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitāļiem. | Orbitālu sadalīšana pēc vāja lauka ligandu saistīšanas rada mazāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitāļiem. |
| Kategorija | |
| Kompleksi, kas izveidoti ar spēcīgiem lauka ligandiem, tiek saukti par “zemu spin kompleksu”. | Kompleksus, kas izveidoti ar vāja lauka ligandiem, sauc par “augsta grieziena kompleksiem”. |
Kopsavilkums - Spēcīga ligand vs. Vāja Ligand
Spēcīgas un vājas ligandi ir anjoni vai molekulas, kas izraisa metāla jonu d orbitāļu sadalīšanos divos enerģijas līmeņos. Atšķirība starp spēcīgajiem un vājiem ligandiem ir tāda, ka sadalīšana pēc spēcīga lauka ligandu saistīšanas rada lielāku atšķirību starp augstākā un zemākā enerģijas līmeņa orbitāļiem, turpretī orbitāļu sadalīšana pēc vājā lauka ligandu saistīšanas rada mazāku atšķirību starp augstāko un zemāko enerģijas līmeņa orbitāles.
Atsauce:
1.Helmenstine, Anne Marie, D. “Ligand Definition”. ThoughtCo, 2017. gada 11. februāris. Pieejams šeit
2. “Līgas”. Ķīmija LibreTexts, Libretexts, 2018. gada 19. janvāris. Pieejams šeit
3.Encyclopædia Britannica redaktori. “Ligand.” Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 2010. gada 12. augusts. Pieejams šeit
Attēla pieklājība:
1.'Oktaedriska kristāla lauka sadalīšana'By English Wikipedia lietotājs YanA (CC BY-SA 3.0), izmantojot Commons Wikimedia
2.'CFT ar zemu apgriezienu sadalīšanas shēmu-vektoruBy Offnfopt, (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia
3.'CFT-High Spin Sadalīšanas Diagramma-Vector'By Offnfopt, atsauces attēlu izveidojis YanA - Savs darbs (Public Domain), izmantojot Commons Wikimedia
