Nøgleforskel - Stærk Ligand vs Svag Ligand
En ligand er et atom, ion eller et molekyle, der donerer eller deler to af dets elektroner gennem en koordinatkovalent binding med et centralt atom eller ion. Begrebet ligander diskuteres under koordineringskemi. Ligander er kemiske arter, der er involveret i dannelsen af komplekser med metalioner. Derfor er de også kendt som kompleksdannende midler. Ligander kan være monodentate, bidentate, tridentate osv. Baseret på ligandens denticitet. Denticitet er antallet af donorgrupper, der er til stede i en ligand. Monodentat betyder, at ligand kun har en donorgruppe. Bidentate betyder, at den har to donorgrupper pr. Et ligandmolekyle. Der er to hovedtyper af ligander kategoriseret baseret på krystalfeltteori; stærke ligander (eller stærke feltligander) og svage ligander (eller svage feltligander). Hovedforskellen mellem stærke ligander og svage ligander er, at opdeling af orbitaler efter binding til en stærk feltligand forårsager en højere forskel mellem de højere og lavere energiniveau orbitaler, mens opdeling af orbitaler efter binding til en svag feltligand forårsager en lavere forskel mellem de højere og lavere energiniveau orbitaler.
INDHOLD
1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er Crystal Field-teori
3. Hvad er stærk ligand
4. Hvad er svag ligand
5. Sammenligning side om side - Stærk ligand vs svag ligand i tabelform
6. Resumé
Hvad er Crystal Field Theory?
Teorier om krystalfelt kan beskrives som en model, der er designet til at forklare nedbrydning af degenerationer af elektronorbitaler (normalt d eller f orbitaler) på grund af det statiske elektriske felt produceret af en omgivende anion eller anioner (eller ligander). Denne teori bruges ofte til at demonstrere opførsel af overgangsmetalionkomplekser. Denne teori kan forklare de magnetiske egenskaber, farverne på koordinationskomplekser, hydratiseringsenthalpier osv.
Teori:
Interaktionen mellem metalionen og ligander er et resultat af tiltrækningen mellem metalionen med en positiv ladning og den negative ladning af de uparrede elektroner i liganden. Denne teori er hovedsageligt baseret på de ændringer, der forekommer i fem degenererede elektronorbitaler (et metalatom har fem d orbitaler). Når en ligand kommer tæt på metalionen, er de uparrede elektroner tættere på nogle d-orbitaler end andre d-orbitaler i metalionen. Dette medfører et tab af degenerering. Og også frastøder elektronerne i d-orbitalerne ligandens elektroner (fordi begge er negativt ladede). Derfor har d-orbitaler, der er tættere på liganden, høj energi end andre d-orbitaler. Dette resulterer i opdeling af d-orbitaler i højenergi-orbitaler og lavenergi-orbitaler, baseret på energien.
Nogle faktorer, der påvirker denne opdeling, er; metalionens natur, metalionens oxidationstilstand, arrangementet af ligander omkring den centrale metalion og ligandernes beskaffenhed. Efter opdeling af disse d orbitaler baseret på energi, er forskellen mellem de høje og lave energid orbitaler kendt som en krystalfeltopdelingsparameter (∆ okt for oktaedriske komplekser).
Figur 01: Opdelingsmønster i oktaedriske komplekser
Opdelingsmønster: Da der er fem d orbitaler, sker opdelingen i et forhold på 2: 3. I oktaedriske komplekser er to orbitaler i det høje energiniveau (samlet kaldet 'f.eks'), og tre orbitaler er i det lavere energiniveau (samlet kendt som t2g). I tetraedriske komplekser forekommer det modsatte; tre orbitaler er i det højere energiniveau og to i det lavere energiniveau.
Hvad er Strong Ligand?
En stærk ligand eller en stærk feltligand er en ligand, der kan resultere i en opdeling af et højere krystalfelt. Dette betyder, at bindingen af en stærk feltligand forårsager en højere forskel mellem de højere og lavere energiniveau orbitaler. Eksempler omfatter CN - (cyanid ligander), NO 2 - (nitro ligand) og CO (carbonyl ligander).
Figur 02: Opdeling med lav centrifugering
Ved dannelsen af komplekser med disse ligander fyldes først orbitalerne med lavere energi (t2g) fuldstændigt med elektroner, inden de fyldes til andre orbitaler med højt energiniveau (f.eks.). Komplekserne dannet på denne måde kaldes “lavt spin-komplekser”.
Hvad er svag ligand?
En svag ligand eller en svag feltligand er en ligand, der kan resultere i en opdeling af et lavere krystalfelt. Dette betyder, at bindingen af en svag feltligand forårsager en lavere forskel mellem de højere og lavere energiniveau orbitaler.
Figur 3: Opdeling af højt spin
I dette tilfælde, da den lave forskel mellem de to orbitalniveauer forårsager frastød mellem elektroner i disse energiniveauer, kan orbitaler med højere energi let fyldes med elektroner sammenlignet med dem i orbitaler med lav energi. Komplekserne dannet med disse ligander kaldes "high spin-komplekser". Eksempler på svage feltligander inkluderer I - (iodidligand), Br - (bromidligand) osv.
Hvad er forskellen mellem stærk ligand og svag ligand?
Diff artikel midt foran bordet
Stærk Ligand vs Svag Ligand |
|
| En stærk ligand eller en stærk feltligand er en ligand, der kan resultere i en opdeling af et højere krystalfelt. | En svag ligand eller en svag feltligand er en ligand, der kan resultere i en opdeling af et lavere krystalfelt. |
| Teori | |
| Opdelingen efter binding af en stærk feltligand forårsager en højere forskel mellem de højere og lavere energiniveau orbitaler. | Opdelingen af orbitaler efter binding af en svag feltligand forårsager en lavere forskel mellem de højere og lavere energiniveau orbitaler. |
| Kategori | |
| Komplekserne dannet med stærke feltligander kaldes "lav spin-komplekser". | Komplekserne dannet med svage feltligander kaldes “high spin complexes”. |
Resumé - Stærk Ligand vs Svag Ligand
Stærke ligander og svage ligander er anioner eller molekyler, der forårsager opdeling af d-orbitaler af en metalion i to energiniveauer. Forskellen mellem stærke ligander og svage ligander er, at opdelingen efter binding af en stærk feltligand forårsager en højere forskel mellem de højere og lavere energiniveau orbitaler, mens opdeling af orbitaler efter binding af en svag feltligand forårsager en lavere forskel mellem den højere og lavere orbitaler på energiniveau.
