Główna różnica – teoria pola kryształowego a teoria pola liganda

Wielu naukowców i chemików próbowało sformułować teorie wyjaśniające wiązanie związków koordynacyjnych oraz uzasadniające i przewidywające ich właściwości. Pierwszą udaną teorią jest teoria wiązań walencyjnych opracowana w latach trzydziestych przez Linusa Paulinga. Następnie w 1929 roku Hans Bethe zaproponował nową teorię zwaną teorią pola krystalicznego. Teoria pola ligandów jest modyfikacją oryginalnej teorii pola krystalicznego. Na początku teorie pola krystalicznego i pola ligandowego były w dużej mierze wykorzystywane do wyjaśniania pojęć w fizyce ciała stałego. Jednak w latach pięćdziesiątych chemicy zaczęli stosować te teorie do kompleksów metali przejściowych. Główna różnica między teorią pola krystalicznego a teorią pola ligandów polega na tym, że teoria pola krystalicznego opisuje tylko oddziaływanie elektrostatyczne między jonami metali i ligandami, podczas gdy teoria pola ligandów uwzględnia zarówno oddziaływanie elektrostatyczne, jak i wiązanie kowalencyjne między metalem a jego ligandem.

Ten artykuł wyjaśnia,

1. Czym jest teoria kryształowego pola? – Teoria, Aplikacja 2. Czym jest teoria pola liganda? – Teoria, Aplikacja 3. Jaka jest różnica między teorią pola krystalicznego a teorią pola liganda?

Czym jest teoria kryształowego pola?

Teoria pola krystalicznego opisuje strukturę elektronową kryształów metali, w których są one otoczone jonami lub anionami tlenkowymi. Symetria pola elektrostatycznego zależy od struktury krystalicznej. Orbitale d jonów metali są rozdzielane przez pole elektrostatyczne, a energie tych orbitali d można obliczyć w kategoriach energii stabilizacji pola krystalicznego. Teoria pola krystalicznego służy do zrozumienia właściwości magnetycznych, termodynamicznych, spektroskopowych i kinetycznych kompleksów metali koordynacyjnych. Do trzech głównych założeń teorii pola krystalicznego należą:

(a) Ligandy są traktowane jako ładunki punktowe,

(b) Brak interakcji / wiązań między orbitalami metalu i ligandów

(c) W wolnym jonie metalu wszystkie podpowłoki danego orbitalu d mają jednakową energię.

Oddziaływania między jonami metali i ich ligandami mają charakter elektrostatyczny. W tej teorii nie bierze się pod uwagę wiązania między atomem a metalem przejściowym. Z powodu tego ograniczenia teoria pola krystalicznego jest modyfikowana i proponowana jako teoria pola ligandów.

Rysunek 1: Podział oktaedryczny

Czym jest teoria pola liganda?

Teoria pola ligandów jest połączeniem teorii pola krystalicznego i teorii orbitali molekularnych. Po raz pierwszy został zaproponowany jakościowo przez Griffitha i Orgela. Teoria pola ligandów służy do opisu wiązania, układu orbitalnego i innych ważnych cech kompleksów metali koordynacyjnych. Ponadto opisuje wiązanie p i zapewnia dokładniejsze obliczenia poziomów energii pod względem energii stabilizacji pola ligandów. Dokładniej, teoria pola ligandów służy do oceny rozkładu elektronów między orbitalami d jonów metali i ich aktywności stereochemicznej. Opis wiązania kowalencyjnego nie występuje w teorii pola krystalicznego. Stąd teoria pola ligandów jest traktowana jako bardziej realistyczny model, który można zastosować do opisu właściwości kompleksów koordynacyjnych.

Rysunek 2: Schemat Ligand-Field podsumowujący wiązania σ w kompleksie oktaedrycznym [Ti(H2O)6]3+

Różnica między teorią pola krystalicznego a teorią pola liganda

Definicja

Teoria pola kryształowego: Teoria pola krystalicznego to teoria opisująca strukturę elektronową kryształów metali.

Teoria pola liganda: Teoria pola liganda jest modyfikacją teorii pola krystalicznego i teorii orbitali molekularnych.

Centrum

Teoria pola kryształowego: Teoria pola krystalicznego opisuje tylko oddziaływania elektrostatyczne między jonami metali a ligandami

Teoria pola liganda: Teoria pola ligandów opisuje zarówno oddziaływania elektrostatyczne, jak i wiązania kowalencyjne między jonami metali i ligandami.

Aplikacje

Teoria pola kryształowego: Teoria pola krystalicznego dostarcza jedynie struktury elektronowej metali przejściowych.

Teoria pola liganda: Teoria pola ligandów zapewnia elektronową, optyczną i wiążącą charakterystykę metali przejściowych.

Realizm

Teoria pola kryształowego: Teoria pola krystalicznego jest stosunkowo nierealistyczna

Teoria pola liganda: Teoria pola liganda jest bardziej realistyczna niż teoria pola krystalicznego.

Podsumowanie – Teoria pola krystalicznego i teoria pola liganda

Teoria pola krystalicznego to podejście elektrostatyczne, które opisuje poziomy energii elektronowej, które rządzą widmami widzialnymi w świetle UV, ale nie opisuje wiązania między jonami metali a ligandami. Teoria pola ligandów jest pełnym opisem wywodzącym się z teorii pola krystalicznego. W przeciwieństwie do teorii pola krystalicznego, teoria pola ligandów opisuje wiązanie między jonami metali i ligandami. Na tym polega różnica między teorią pola krystalicznego a teorią pola ligandów.

Odniesienie: 1.Dąbrowiak, J.C. (2009). Metale w medycynie. John Wiley & Sons.2.Huheey, JE, Keiter, EA, Keiter, RL, & Medhi, OK (2006). Chemia nieorganiczna: zasady budowy i reaktywności. Pearson Education India.3. Sathyanarayana, DN (2001). Elektroniczna spektroskopia absorpcyjna i techniki pokrewne. Universities Press.4.Dolmella, A. i Bandoli, G. (1993). Nieorganiczna chemia strukturalna: Ulrich Müller, opublikowane przez Wiley, Chichester, UK, 1993, 264 strony. Inorganica Chimica Acta, 211(1), 126.5. Bothara, K.G. (2008). Nieorganiczna chemia farmaceutyczna. Pragati Books Sp. Sp. z o.o..

Zdjęcie dzięki uprzejmości: „Rozszczepienie oktaedrycznego pola kryształów”. Autor: YanA, użytkownik angielskiej Wikipedii (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia2. „LFTi(III)” autorstwa Smokefoot z angielskiej Wikipedii – przeniesione z en.wikipedia do Commons przez Sentausa. (Domena publiczna) przez Commons Wikimeida