Nøgleforskel - Crystal Field Theory vs Ligand Field Theory
Krystalfeltteori og ligandfeltteori er to teorier inden for uorganisk kemi, der bruges til at beskrive bindingsmønstre i overgangsmetalkomplekser. Crystal field theory (CFT) betragter effekten af en forstyrrelse af elektron, der indeholder d-orbitaler, og deres interaktion med metalkationen, og i CFT betragtes metal-ligand-interaktionen kun som elektrostatisk. Ligand Field Theory (LFT) betragter metal-ligand-interaktionen som en kovalent bindingsinteraktion og afhænger af orienteringen og overlapningen mellem d-orbitalerne på metallerne og liganden. Dette er nøgleforskellen mellem krystalfeltteori og Ligand feltteori.
Hvad er Crystal Field Theory?
Crystal Field Theory (CFT) blev foreslået af fysikeren Hans Bethe i 1929, og derefter blev nogle ændringer foreslået af JH Van Vleck i 1935. Denne teori beskriver nogle vigtige egenskaber ved overgangsmetalkomplekser såsom magnetisme, absorptionsspektre, oxidationstilstande og samordning. CFT betragter dybest set interaktionen mellem d-orbitaler i et centralt atom og ligander, og disse ligander betragtes som punktladninger. Derudover betragtes tiltrækningen mellem det centrale metal og ligander i et overgangsmetalkompleks som rent elektrostatisk.
Octahedral krystalfeltstabiliseringsenergi
Hvad er Ligand Field Theory?
Ligand feltteori giver en mere detaljeret beskrivelse af binding i koordineringsforbindelser. Dette overvejer bindingen mellem metallet og liganden i henhold til begreberne i koordineringskemi. Denne binding betragtes som en koordineret kovalent binding eller en dativ kovalent binding for at vise, at begge elektroner i bindingen er kommet fra liganden. De grundlæggende principper i krystalfeltteorien svarer meget til dem i molekylær orbitalteori.
Ligand-felt-skema opsummerende σ-binding i det oktaedriske kompleks [Ti (H2O) 6] 3+.
Hvad er forskellen mellem Crystal Field Theory og Ligand Field Theory?
Basale koncepter:
Crystal Field Theory: Ifølge denne teori skyldes interaktionen mellem et overgangsmetal og ligander tiltrækningen mellem den negative ladning på de ikke-bindende elektroner i liganden og det positivt ladede metalkation. Med andre ord er interaktionen mellem metallet og liganderne rent elektrostatiske.
Ligand feltteori:
- Én eller flere orbitaler på liganden overlapper hinanden med en eller flere atomorbitaler på metallet.
- Hvis metal- og ligandens orbitaler har lignende energier og kompatible symmetrier, eksisterer der en net-interaktion.
- Netinteraktionen resulterer i et nyt sæt orbitaler, en binding og den anden anti-binding i naturen. (En * angiver, at en bane er anti-binding.)
- Når der ikke er nogen nettointeraktion; de oprindelige atom- og molekylære orbitaler påvirkes ikke, og de er ikke-bindende i naturen med hensyn til metal-ligand-interaktion.
- Bindende og anti-bindende orbitaler har sigma (σ) eller pi (π) karakter afhængigt af metalets og ligandens retning.
Begrænsninger:
Crystal Field Theory: Crystal field teori har flere begrænsninger. Det tager kun højde for d-orbitalerne i det centrale atom; s- og p-orbitaler tages ikke i betragtning. Derudover forklarer denne teori ikke årsagerne til stor opdeling og den lille opdeling af nogle ligander.
Ligand feltteori: Ligand feltteori har ikke sådanne begrænsninger som i krystal felt teori. Det kan betragtes som den udvidede version af krystalfeltteorien.
Anvendelser:
Crystal Field Theory: Crystal Field Theory giver værdifuld indsigt i den elektroniske struktur af overgangsmetaller i krystalgitter, Teori om krystalfelt forklarer brud på orbitalgeneration i overgangsmetalkomplekser på grund af tilstedeværelsen af ligander. Det beskriver også styrken af metal-ligandbindinger. Systemets energi ændres baseret på styrken af metalligandbindingerne, hvilket kan føre til en ændring i såvel magnetiske egenskaber som farve.
Ligand feltteori: Denne teori handler om oprindelsen og konsekvenserne af metal – ligand interaktioner for at belyse de magnetiske, optiske og kemiske egenskaber af disse forbindelser.
