Ključna razlika – jak ligand vs slab ligand
Ligand je atom, jon ili molekul koji donira ili dijeli dva svoja elektrona preko koordinatne kovalentne veze sa centralnim atomom ili jonom. Koncept liganada se razmatra u okviru koordinacione hemije. Ligandi su hemijske vrste koje su uključene u formiranje kompleksa sa ionima metala. Stoga su poznati i kao agensi za stvaranje kompleksa. Ligandi mogu biti monodentatni, bidentatni, tridentatni, itd. na osnovu dentiteta liganda. Dentičnost je broj donorskih grupa prisutnih u ligandu. Monodentat znači da ligand ima samo jednu donorsku grupu. Bidentat znači da ima dvije grupe donora po jednom molekulu liganda. Postoje dvije glavne vrste liganada kategoriziranih na osnovu teorije kristalnog polja; jaki ligandi (ili ligandi jakog polja) i slabi ligandi (ili ligandi slabog polja). Ključna razlika između jakih liganada i slabih liganda je u tome što cijepanje orbitala nakon vezivanja za ligand jakog polja uzrokuje veću razliku između orbitala višeg i nižeg energetskog nivoa, dok cijepanje orbitala nakon vezivanja na ligand slabog polja uzrokuje manju razliku. između orbitala višeg i nižeg energetskog nivoa.
Šta je teorija kristalnog polja?
Teorija polja kristala može se opisati kao model koji je dizajniran da objasni razbijanje degeneracija (elektronskih omotača jednake energije) elektronskih orbitala (obično d ili f orbitala) zbog statičkog električnog polja koje proizvodi okolina anion ili anjoni (ili ligandi). Ova teorija se često koristi za demonstriranje ponašanja kompleksa jona prelaznih metala. Ova teorija može objasniti magnetna svojstva, boje koordinacijskih kompleksa, entalpije hidratacije, itd.
Teorija:
Interakcija između metalnog jona i liganda je rezultat privlačenja između metalnog jona sa pozitivnim nabojem i negativnog naboja nesparenih elektrona liganda. Ova teorija se uglavnom zasniva na promjenama koje se dešavaju u pet degeneriranih elektronskih orbitala (atom metala ima pet d orbitala). Kada se ligand približi metalnom jonu, nespareni elektroni su bliži nekim d orbitalama nego drugim d orbitalama metalnog jona. Ovo uzrokuje gubitak degeneracije. Također, elektroni u d orbitalama odbijaju elektrone liganda (jer su oba negativno nabijena). Stoga d orbitale koje su bliže ligandu imaju visoku energiju nego druge d orbitale. Ovo rezultira cijepanjem d orbitala na d orbitale visoke energije i d orbitale niske energije, na osnovu energije.
Neki faktori koji utiču na ovo razdvajanje su; priroda metalnog jona, oksidaciono stanje metalnog jona, raspored liganada oko centralnog metalnog jona i priroda liganada. Nakon cijepanja ovih d orbitala na osnovu energije, razlika između d orbitala visoke i niske energije poznata je kao parametar cijepanja kristalnog polja (∆oct za oktaedarske komplekse).
Slika 01: Uzorak cijepanja u oktaedarskim kompleksima
Šablon cijepanja: Pošto postoji pet d orbitala, cijepanje se događa u omjeru 2:3. U oktaedarskim kompleksima, dvije orbitale su na visokom energetskom nivou (zajedno poznate kao „npr.“), a tri orbitale su na nižem energetskom nivou (zajedno poznato kao t2g). U tetraedarskim kompleksima se dešava suprotno; tri orbitale su na višem energetskom nivou, a dvije na nižem energetskom nivou.
Šta je jak ligand?
Jaki ligand ili ligand jakog polja je ligand koji može dovesti do većeg cijepanja kristalnog polja. To znači da vezivanje liganda jakog polja uzrokuje veću razliku između orbitala višeg i nižeg energetskog nivoa. Primjeri uključuju CN– (cijanidni ligandi), NO2– (nitro ligand) i CO (karbonil ligandi).
Slika 02: Low Spin Spliting
U formiranju kompleksa sa ovim ligandima, u početku, orbitale niže energije (t2g) su potpuno ispunjene elektronima pre nego što se popune na bilo koju drugu orbitalu visokog energetskog nivoa (npr.). Kompleksi formirani na ovaj način nazivaju se "kompleksi niskog okretanja".
Šta je slab ligand?
Slab ligand ili ligand slabog polja je ligand koji može dovesti do nižeg cijepanja kristalnog polja. To znači da vezivanje liganda slabog polja uzrokuje manju razliku između orbitala višeg i nižeg energetskog nivoa.
Slika 3: High Spin Spliting
U ovom slučaju, pošto niska razlika između dva nivoa orbite uzrokuje odbojnost elektrona na tim energetskim nivoima, orbitale veće energije mogu se lako napuniti elektronima u poređenju sa orbitalama niske energije. Kompleksi formirani sa ovim ligandima nazivaju se "kompleksi visokog spina". Primjeri liganda slabog polja uključuju I– (jodidni ligand), Br– (bromidni ligand), itd.
Koja je razlika između jakog liganda i slabog liganda?
Jaki ligand vs slab ligand |
|
| Jaki ligand ili ligand jakog polja je ligand koji može dovesti do većeg cijepanja kristalnog polja. | Slab ligand ili ligand slabog polja je ligand koji može dovesti do cijepanja nižeg kristalnog polja. |
| Teorija | |
| Razdvajanje nakon vezivanja liganda jakog polja uzrokuje veću razliku između orbitala višeg i nižeg energetskog nivoa. | Razdvajanje orbitala nakon vezivanja slabog liganda uzrokuje manju razliku između orbitala višeg i nižeg energetskog nivoa. |
| Kategorija | |
| Kompleksi formirani sa jakim ligandima polja nazivaju se “kompleksi niskog okretanja”. | Kompleksi formirani sa ligandima slabog polja nazivaju se "kompleksi sa visokim okretanjem". |
Sažetak – jak ligand vs slab ligand
Jaki ligandi i slabi ligandi su anjoni ili molekuli koji uzrokuju cijepanje d orbitala metalnog jona na dva energetska nivoa. Razlika između jakih i slabih liganda je u tome što cijepanje nakon vezivanja liganda jakog polja uzrokuje veću razliku između orbitala višeg i nižeg energetskog nivoa, dok cijepanje orbitala nakon vezivanja liganda slabog polja uzrokuje manju razliku između višeg i nižeg nivoa energije. orbitale energetskog nivoa.
