Diferența cheie – Teoria câmpului de cristal vs Teoria câmpului ligand
Teoria câmpului cristalin și teoria câmpului ligandului sunt două teorii din chimia anorganică care sunt utilizate pentru a descrie modelele de legături în complexele metalelor tranziționale. Teoria câmpului cristalin (CFT) ia în considerare efectul unei perturbări a orbitalilor d care conțin electroni și interacțiunea acestora cu cationul metalic și, în CFT, interacțiunea metal-ligand este considerată doar electrostatică. Teoria câmpului ligand (LFT) consideră interacțiunea metal-ligand ca o interacțiune de legătură covalentă și depinde de orientarea și suprapunerea dintre orbitalii d de pe metale și ligand. Aceasta este diferența cheie dintre teoria câmpului cristalin și teoria câmpului ligand.
Ce este teoria câmpului de cristal?
Teoria câmpului cristalin (CFT) a fost propusă de fizicianul Hans Bethe în 1929, iar apoi unele modificări au fost propuse de J. H. Van Vleck în 1935. Această teorie descrie unele proprietăți importante ale complexelor metalelor de tranziție, cum ar fi magnetismul, spectrele de absorbție., stări de oxidare și coordonare. CFT are în vedere interacțiunea orbitalilor d ai unui atom central cu liganzii, iar acești liganzi sunt considerați sarcini punctuale. În plus, atracția dintre metalul central și liganzi într-un complex de metal de tranziție este considerată pur electrostatică.
Energie de stabilizare a câmpului cristalin octaedric
Ce este teoria câmpului ligandului?
Teoria câmpului ligand oferă o descriere mai detaliată a legăturii în compușii de coordonare. Aceasta ia în considerare legătura dintre metal și ligand conform conceptelor din chimia coordonării. Această legătură este considerată o legătură covalentă coordonată sau o legătură covalentă dativă pentru a arăta că ambii electroni din legătură au provenit de la ligand. Principiile de bază ale teoriei câmpului cristalin sunt foarte asemănătoare cu cele din teoria orbitalului molecular.
Schema ligand-Field care rezumă legăturile σ în complexul octaedric [Ti(H2O)6]3+.
Care este diferența dintre teoria câmpului cristalin și teoria câmpului ligandului?
Concepte de bază:
Teoria câmpului cristalin: Conform acestei teorii, interacțiunea dintre un metal de tranziție și liganzi se datorează atracției dintre sarcina negativă de pe electronii nelegatori ai ligandului și cationul metalic încărcat pozitiv. Cu alte cuvinte, interacțiunea dintre metal și liganzi este pur electrostatică.
Teoria câmpului ligand:
- Unul sau mai mulți orbitali de pe ligand se suprapun cu unul sau mai mulți orbitali atomici de pe metal.
- Dacă orbitalii metalului și ligandului au energii similare și simetrii compatibile, există o interacțiune netă.
- Interacțiunea netă are ca rezultat un nou set de orbitali, unul de legare și celăl alt anti-legare în natură. (Unindică că un orbital este anti-legare.)
- Când nu există interacțiune netă; orbitalii atomici și moleculari inițiali nu sunt afectați și sunt de natură fără legături în ceea ce privește interacțiunea metal-ligand.
- Orbitalii de legare și anti-legare au caracter sigma (σ) sau pi (π), în funcție de orientarea metalului și a ligandului.
Limitări:
Teoria câmpului cristalin: Teoria câmpului cristalin are mai multe limitări. Se ia în considerare doar orbitalii d ai atomului central; orbitalii s și p nu sunt luați în considerare. În plus, această teorie nu reușește să explice motivele divizării mari și scindării mici a unor liganzi.
Teoria câmpului ligand: teoria câmpului ligand nu are astfel de limitări ca în teoria câmpului cristalin. Poate fi considerată versiunea extinsă a teoriei câmpului cristalin.
Aplicații:
Teoria câmpului cristalin: Teoria câmpului cristalin oferă informații valoroase asupra structurii electronice a metalelor de tranziție din rețelele cristaline, Teoria câmpului cristalin explică ruperea degenerescenței orbitale în complexele metalelor de tranziție datorită prezenței liganzilor. De asemenea, descrie puterea legăturilor metal-ligand. Energia sistemului este modificată în funcție de puterea legăturilor metal-ligand, ceea ce poate duce la o schimbare a proprietăților magnetice, precum și a culorii.
Teoria câmpului ligand: Această teorie se referă la originile și consecințele interacțiunilor metal-ligand pentru a elucida proprietățile magnetice, optice și chimice ale acestor compuși.
