Avainero – kristallikenttäteoria vs ligandikenttäteoria
Kidekenttäteoria ja ligandikenttäteoria ovat kaksi epäorgaanisen kemian teoriaa, joita käytetään kuvaamaan siirtymämetallikompleksien sitoutumiskuvioita. Kidekenttäteoria (CFT) tarkastelee elektroneja sisältävien d-orbitaalien häiriön vaikutusta ja niiden vuorovaikutusta metallikationin kanssa, ja CFT:ssä metalli-ligandi-vuorovaikutusta pidetään vain sähköstaattisena. Ligand Field Theory (LFT) pitää metalli-ligandi-vuorovaikutusta kovalenttisena sidosvuorovaikutuksena ja riippuu orientaatiosta ja metallien ja ligandin d-orbitaalien välisestä limityksestä. Tämä on avainero kidekenttäteorian ja ligandikenttäteorian välillä.
Mikä on kristallikenttäteoria?
Crystal Field Theorya (CFT) ehdotti fyysikko Hans Bethe vuonna 1929, ja sitten J. H. Van Vleck ehdotti joitain muutoksia vuonna 1935. Tämä teoria kuvaa siirtymämetallikompleksien joitain tärkeitä ominaisuuksia, kuten magnetismia ja absorptiospektrejä., hapetustilat ja koordinaatio. CFT pohjimmiltaan tarkastelee keskusatomin d-orbitaalien vuorovaikutusta ligandien kanssa ja näitä ligandeja pidetään pistevarauksina. Lisäksi siirtymämetallikompleksissa olevan keskusmetallin ja ligandien välistä vetovoimaa pidetään puhtaasti sähköstaattisena.
Oktaedrisen kidekentän stabilointienergia
Mikä on ligandikenttäteoria?
Ligandikenttäteoria tarjoaa yksityiskohtaisemman kuvauksen sidoksesta koordinaatioyhdisteissä. Tämä ottaa huomioon metallin ja ligandin välisen sidoksen koordinaatiokemian käsitteiden mukaisesti. Tätä sidosta pidetään koordinoituna kovalenttisena sidoksena tai datiivisena kovalenttisena sidoksena sen osoittamiseksi, että molemmat sidoksen elektronit ovat peräisin ligandista. Kidekenttäteorian perusperiaatteet ovat hyvin samank altaisia kuin molekyyliratateoriassa.
Ligand-kenttäkaavio, joka esittää yhteenvedon σ-sidoksesta oktaedrikompleksissa [Ti(H2O)6]3+.
Mitä eroa on kristallikenttäteorialla ja ligandikenttäteorialla?
Peruskäsitteet:
Kidekenttäteoria: Tämän teorian mukaan siirtymämetallin ja ligandien välinen vuorovaikutus johtuu ligandin sitoutumattomien elektronien negatiivisen varauksen ja positiivisesti varautuneen metallikationin välisestä vetovoimasta. Toisin sanoen metallin ja ligandien välinen vuorovaikutus on puhtaasti sähköstaattista.
Ligandikenttäteoria:
- Yksi tai useampi orbitaali ligandilla limittyy yhden tai useamman metallin atomiorbitaalin kanssa.
- Jos metallin ja ligandin kiertoradalla on samanlaiset energiat ja yhteensopivat symmetriat, nettovuorovaikutus on olemassa.
- Nettovuorovaikutus johtaa uusiin kiertoradoihin, joista toinen sitoutuu ja toinen ei-sidos luonnossa. (tarkoittaa, että orbitaali on sitoutumaton.)
- Kun verkkovuorovaikutusta ei ole; alkuperäiset atomi- ja molekyyliradat eivät vaikuta, ja ne ovat luonteeltaan sitoutumattomia metalli-ligandivuorovaikutuksen suhteen.
- Sitoutumis- ja sitoutumista estävät kiertoradat ovat sigma- (σ)- tai pi- (π)-luonteisia metallin ja ligandin orientaatiosta riippuen.
Rajoitukset:
Kidekenttäteoria: Kidekenttäteorialla on useita rajoituksia. Se ottaa huomioon vain keskusatomin d-orbitaalit; s- ja p-orbitaaleja ei oteta huomioon. Lisäksi tämä teoria ei pysty selittämään syitä suureen jakautumiseen ja joidenkin ligandien pieneen halkeamiseen.
Ligandikenttäteoria: Ligandikenttäteorialla ei ole sellaisia rajoituksia kuin kidekenttäteoriassa. Sitä voidaan pitää kidekenttäteorian laajennettuna versiona.
Sovellukset:
Kidekenttäteoria: Crystal Field Theory tarjoaa arvokkaita näkemyksiä siirtymämetallien elektronisesta rakenteesta kidehiloissa, Kidekenttäteoria selittää kiertoradan rappeutumisen katkeamisen siirtymämetallikomplekseissa ligandien läsnäolon vuoksi. Se kuvaa myös metalli-ligandisidosten vahvuutta. Järjestelmän energia muuttuu metalli-ligandisidosten lujuuden perusteella, mikä voi johtaa magneettisten ominaisuuksien ja värin muutokseen.
Ligandikenttäteoria: Tämä teoria käsittelee metalli-ligandivuorovaikutusten alkuperää ja seurauksia näiden yhdisteiden magneettisten, optisten ja kemiallisten ominaisuuksien selvittämiseksi.
