Klíčový rozdíl - silný ligand vs slabý ligand
Ligand je atom, iont nebo molekula, která daruje nebo sdílí dva ze svých elektronů prostřednictvím souřadnicové kovalentní vazby s centrálním atomem nebo iontem. Koncept ligandů je diskutován v koordinační chemii. Ligandy jsou chemické látky, které se podílejí na tvorbě komplexů s kovovými ionty. Proto jsou také známí jako komplexační činidla. Ligandy mohou být monodentátní, bidentátní, tridentátní atd. Na základě denticity ligandu. Denticita je počet donorových skupin přítomných v ligandu. Monodentát znamená, že ligand má pouze jednu donorovou skupinu. Bidentate znamená, že má dvě donorové skupiny na jednu molekulu ligandu. Existují dva hlavní typy ligandů kategorizovaných na základě teorie krystalového pole; silné ligandy (nebo ligandy se silným polem) a slabé ligandy (nebo ligandy se slabým polem). Klíčový rozdíl mezi silnými ligandy a slabými ligandy spočívá v tom, že štěpení orbitalů po navázání na ligand se silným polem způsobuje vyšší rozdíl mezi orbitaly s vyšší a nižší energií, zatímco štěpení orbitalů po navázání na ligand se slabým polem způsobuje menší rozdíl mezi orbitály vyšší a nižší energetické úrovně.
OBSAH
1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je teorie krystalového pole
3. Co je silný ligand
4. Co je slabý ligand
5. Porovnání vedle sebe - silný ligand vs. slabý ligand ve formě tabulky
6. Shrnutí
Co je teorie krystalového pole?
Teorii pole krystalů lze popsat jako model, který je navržen tak, aby vysvětlil rozbití degenerací (elektronové skořápky stejné energie) elektronových orbitalů (obvykle d nebo f orbitalů) v důsledku statického elektrického pole produkovaného okolním aniontem nebo anionty (nebo ligandy). Tato teorie se často používá k demonstraci chování komplexů iontů přechodných kovů. Tato teorie může vysvětlit magnetické vlastnosti, barvy koordinačních komplexů, hydratační entalpie atd.
Teorie:
Interakce mezi kovovým iontem a ligandy je výsledkem přitažlivosti mezi kovovým iontem s kladným nábojem a záporným nábojem nepárových elektronů ligandu. Tato teorie je založena hlavně na změnách, ke kterým dochází u pěti degenerovaných elektronových orbitalů (atom kovu má pět d orbitalů). Když se ligand přiblíží ke kovovému iontu, nepárové elektrony jsou blíže některým d orbitalům než u jiných d orbitalů kovového iontu. To způsobí ztrátu degenerace. A také elektrony na d orbitálech odpuzují elektrony ligandu (protože oba jsou záporně nabité). Proto d orbitaly, které jsou blíže k ligandu, mají vysokou energii než energie ostatních d orbitalů. To má za následek rozdělení d orbitalů na vysokoenergetické d orbitaly a nízkoenergetické d orbitaly na základě energie.
Některé faktory ovlivňující toto rozdělení jsou; povaha kovového iontu, oxidační stav kovového iontu, uspořádání ligandů kolem centrálního kovového iontu a povaha ligandů. Po rozdělení těchto d orbitalů na základě energie je rozdíl mezi vysoko a nízkoenergetickými d orbitaly známý jako parametr štěpení krystalového pole (∆ okt pro oktaedrické komplexy).
Obrázek 01: Rozdělení vzorku v oktaedrických komplexech
Štípací vzor: Protože existuje pět d orbitalů, k rozdělení dochází v poměru 2: 3. V oktaedrických komplexech jsou dva orbitaly na vysoké energetické úrovni (souhrnně označované jako „např.“) A tři orbitaly na nižší energetické úrovni (souhrnně označované jako t2g). V čtyřboká komplexy dochází k opaku; tři orbitaly jsou na vyšší energetické úrovni a dvě na nižší energetické úrovni.
Co je silný ligand?
Silný ligand nebo ligand se silným polem je ligand, který může mít za následek štěpení vyššího krystalového pole. To znamená, že vazba silného polního ligandu způsobí vyšší rozdíl mezi orbitály vyšší a nižší energetické úrovně. Příklady zahrnují CN - (kyanid ligandy), NO 2 - (nitro ligand) a CO (karbonylové ligandy).
Obrázek 02: Rozdělení s nízkou rotací
Při tvorbě komplexů s těmito ligandy jsou nejprve orbitály s nižší energií (t2g) úplně naplněny elektrony před plněním na jiné orbitály s vysokou energií (např.). Takto vytvořené komplexy se nazývají „komplexy s nízkou rotací“.
Co je slabý ligand?
Slabý ligand nebo ligand se slabým polem je ligand, který může mít za následek štěpení nižšího krystalového pole. To znamená, že vazba ligandu se slabým polem způsobuje nižší rozdíl mezi orbitály vyšší a nižší energetické úrovně.
Obrázek 3: Rozdělení s vysokou rotací
V tomto případě, protože nízký rozdíl mezi dvěma orbitálními hladinami způsobuje odpuzování mezi elektrony v těchto energetických hladinách, mohou být orbitály s vyšší energií snadno naplněny elektrony ve srovnání s orbitály s nízkou energií. Komplexy vytvořené s těmito ligandy se nazývají „komplexy s vysokou rotací“. Příklady ligandů se slabým polem zahrnují I - (jodidový ligand), Br - (bromidový ligand) atd.
Jaký je rozdíl mezi silným a slabým ligandem?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Silný ligand vs slabý ligand |
|
| Silný ligand nebo ligand se silným polem je ligand, který může mít za následek štěpení vyššího krystalového pole. | Slabý ligand nebo ligand se slabým polem je ligand, který může mít za následek štěpení nižšího krystalového pole. |
| Teorie | |
| Štěpení po navázání silného polního ligandu způsobí vyšší rozdíl mezi orbitaly vyšší a nižší energetické úrovně. | Rozdělení orbitalů po navázání ligandu se slabým polem způsobí nižší rozdíl mezi orbitaly vyšší a nižší energetické úrovně. |
| Kategorie | |
| Komplexy vytvořené se silnými ligandy pole se nazývají „komplexy s nízkou rotací“. | Komplexy vytvořené se slabými ligandy se nazývají „komplexy s vysokou rotací“. |
Shrnutí - Silný ligand vs Slabý ligand
Silné ligandy a slabé ligandy jsou anionty nebo molekuly, které způsobují rozdělení d orbitalů kovového iontu na dvě energetické úrovně. Rozdíl mezi silnými ligandy a slabými ligandy spočívá v tom, že štěpení po navázání ligandu se silným polem způsobuje vyšší rozdíl mezi orbitaly s vyšší a nižší energií, zatímco štěpení orbitalů po navázání ligandu se slabým polem způsobuje nižší rozdíl mezi vyšším a nižším energetické úrovně orbitalů.
