Ključna razlika – teorija kristalnog polja vs teorija ligandnog polja
Teorija kristalnog polja i teorija polja liganda su dvije teorije u neorganskoj hemiji koje se koriste za opisivanje obrazaca vezivanja u kompleksima prelaznih metala. Teorija kristalnog polja (CFT) razmatra efekat perturbacije d-orbitala koje sadrže elektrone i njihovu interakciju sa katjonom metala, a u CFT, interakcija metal-ligand se smatra samo elektrostatičkom. Teorija polja liganda (LFT) razmatra interakciju metal-ligand kao interakciju kovalentne veze i zavisi od orijentacije i preklapanja između d-orbitala na metalima i liganda. Ovo je ključna razlika između teorije kristalnog polja i teorije polja liganda.
Šta je teorija kristalnog polja?
Teoriju kristalnog polja (CFT) predložio je fizičar Hans Bethe 1929. godine, a zatim je neke izmjene predložio J. H. Van Vleck 1935. Ova teorija opisuje neka važna svojstva kompleksa prelaznih metala kao što su magnetizam, apsorpcijski spektri, oksidacijska stanja i koordinacija. CFT u osnovi razmatra interakciju d-orbitala centralnog atoma sa ligandima i ovi ligandi se smatraju tačkastim naelektrisanjem. Pored toga, privlačnost između centralnog metala i liganada u kompleksu prelaznih metala smatra se čisto elektrostatičkom.
Energija stabilizacije oktaedarskog kristalnog polja
Šta je teorija ligandnog polja?
Teorija polja liganda pruža detaljniji opis vezivanja u koordinacijskim spojevima. Ovo uzima u obzir vezu između metala i liganda prema konceptima u hemiji koordinacije. Ova veza se smatra koordiniranom kovalentnom vezom ili dativnom kovalentnom vezom kako bi se pokazalo da oba elektrona u vezi dolaze iz liganda. Osnovni principi teorije kristalnog polja su veoma slični onima u teoriji molekularne orbite.
Šema Ligand-Field koja sumira σ-vezivanje u oktaedarskom kompleksu [Ti(H2O)6]3+.
Koja je razlika između teorije kristalnog polja i teorije ligandnog polja?
Osnovni koncepti:
Teorija kristalnog polja: Prema ovoj teoriji, interakcija između prijelaznog metala i liganada je posljedica privlačenja između negativnog naboja na nevezujućim elektronima liganda i pozitivno nabijenog metalnog kationa. Drugim riječima, interakcija između metala i liganada je čisto elektrostatička.
Teorija polja liganda:
- Jedna ili više orbitala na ligandu se preklapaju sa jednom ili više atomskih orbitala na metalu.
- Ako orbitale metala i liganda imaju slične energije i kompatibilne simetrije, postoji neto interakcija.
- Neto interakcija rezultira novim skupom orbitala, jedna je vezana, a druga antivezujuća u prirodi. (označava da je orbitala protiv vezivanja.)
- Kada nema neto interakcije; originalne atomske i molekularne orbitale nisu pogođene i one su po prirodi nevezujuće u pogledu interakcije metal-ligand.
- Vezivne i antivezujuće orbitale imaju sigma (σ) ili pi (π) karakter, u zavisnosti od orijentacije metala i liganda.
Ograničenja:
Teorija kristalnog polja: Teorija kristalnog polja ima nekoliko ograničenja. Uzima u obzir samo d-orbitale centralnog atoma; s i p orbitale se ne razmatraju. Osim toga, ova teorija ne uspijeva objasniti razloge velikog cijepanja i malog cijepanja nekih liganada.
Teorija polja liganda: Teorija polja liganda nema takva ograničenja kao u teoriji kristalnog polja. Može se smatrati proširenom verzijom teorije kristalnog polja.
Prijave:
Teorija kristalnog polja: Teorija kristalnog polja pruža vrijedan uvid u elektronsku strukturu prijelaznih metala u kristalnim rešetkama, Teorija kristalnog polja objašnjava prekid orbitalne degeneracije u kompleksima prelaznih metala zbog prisustva liganada. Takođe opisuje snagu metal-ligand veze. Energija sistema se menja na osnovu jačine veze metal-ligand, što može dovesti do promene magnetnih svojstava kao i boje.
Teorija ligandnog polja: Ova teorija se bavi porijeklom i posljedicama interakcija metal-ligand kako bi se razjasnila magnetska, optička i hemijska svojstva ovih jedinjenja.
