Fő különbség – kristálymezőelmélet vs ligandumtérelmélet
A kristálytérelmélet és a ligandumtérelmélet két olyan elmélet a szervetlen kémiában, amelyeket az átmenetifém-komplexek kötési mintáinak leírására használnak. A kristálytérelmélet (CFT) az elektrontartalmú d-pályák perturbációjának hatását és a fémkationnal való kölcsönhatását veszi figyelembe, a CFT-ben pedig a fém-ligandum kölcsönhatást csak elektrosztatikusnak tekintik. A Ligand Field Theory (LFT) a fém-ligandum kölcsönhatást kovalens kötési kölcsönhatásnak tekinti, és a fémeken és a ligandumon lévő d-pályák orientációjától és átfedésétől függ. Ez a legfontosabb különbség a kristálytérelmélet és a ligandumtérelmélet között.
Mi az a kristálymező elmélet?
A kristálytérelméletet (CFT) Hans Bethe fizikus javasolta 1929-ben, majd 1935-ben J. H. Van Vleck javasolt néhány változtatást. Ez az elmélet az átmenetifém-komplexek néhány fontos tulajdonságát írja le, mint például a mágnesesség és az abszorpciós spektrumok., oxidációs állapotok és koordináció. A CFT alapvetően egy központi atom d-pályáinak ligandumokkal való kölcsönhatását veszi figyelembe, és ezeket a ligandumokat ponttöltéseknek tekintjük. Ezenkívül az átmenetifém-komplexben a központi fém és a ligandumok közötti vonzás tisztán elektrosztatikusnak tekinthető.
Oktaéderes kristálymező stabilizációs energia
Mi a Ligand Field Theory?
A ligandumtér-elmélet részletesebb leírást ad a koordinációs vegyületek kötéséről. Ez figyelembe veszi a fém és a ligandum közötti kötést a koordinációs kémia fogalmai szerint. Ezt a kötést koordinált kovalens kötésnek vagy datív kovalens kötésnek tekintik annak bizonyítására, hogy a kötésben lévő mindkét elektron a ligandumból származik. A kristálytérelmélet alapelvei nagyon hasonlóak a molekuláris pályaelméletéhez.
Ligand-Field séma, amely összefoglalja a σ-kötést az oktaéder komplexben [Ti(H2O)6]3+.
Mi a különbség a kristálymező-elmélet és a ligandumtér-elmélet között?
Alapfogalmak:
Crystal Field Theory: Ezen elmélet szerint az átmeneti fém és a ligandumok közötti kölcsönhatás a ligandum nem kötő elektronjain lévő negatív töltés és a pozitív töltésű fémkation közötti vonzás eredménye. Más szavakkal, a fém és a ligandumok közötti kölcsönhatás tisztán elektrosztatikus.
Ligand Field Theory:
- A ligandum egy vagy több pályája átfedésben van a fémen lévő egy vagy több atompályával.
- Ha a fém és a ligandum pályáinak energiája és szimmetriája hasonló, akkor nettó kölcsönhatás létezik.
- A nettó kölcsönhatás új pályákat eredményez, amelyek közül az egyik kötődik, a másik pedig nem kötődik a természetben. (Aazt jelzi, hogy a pálya kötésgátló.)
- Ha nincs nettó interakció; az eredeti atomi és molekulapályák nincsenek hatással, és a fém-ligandum kölcsönhatást tekintve nem kötődnek.
- A kötő és kötést gátló pályák szigma (σ) vagy pi (π) karakterrel rendelkeznek, a fém és a ligandum orientációjától függően.
Korlátozások:
Kristálymező elmélet: A kristálymező elméletnek számos korlátja van. Csak a központi atom d-pályáit veszi figyelembe; az s és p pályákat nem veszik figyelembe. Ráadásul ez az elmélet nem tudja megmagyarázni a nagy hasadás és egyes ligandumok kismértékű hasadásának okait.
Ligandmezőelmélet: A ligandumtérelméletnek nincsenek olyan korlátai, mint a kristálytérelméletben. A kristálytérelmélet kiterjesztett változatának tekinthető.
Alkalmazások:
Crystal Field Theory: A kristálymező elmélet értékes betekintést nyújt a kristályrácsokban lévő átmeneti fémek elektronszerkezetébe, A kristálytérelmélet megmagyarázza az átmenetifém-komplexekben a ligandumok jelenléte miatti orbitális degeneráció megszakadását. Leírja a fém-ligandum kötések erősségét is. A rendszer energiája a fém-ligandum kötések erőssége alapján változik, ami a mágneses tulajdonságok és a szín megváltozásához vezethet.
Ligand Field Theory: Ez az elmélet a fém-ligandum kölcsönhatások eredetével és következményeivel foglalkozik, hogy tisztázza e vegyületek mágneses, optikai és kémiai tulajdonságait.
